Post on 27-Mar-2022
Universidad Nacional Mayor de San Marcos Universidad del Perú. Decana de América
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Escuela Profesional de Farmacia y Bioquímica
Determinación in vitro de la actividad fotoprotectora
UVB en una crema de protección solar formulada con
extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii (maca)
TESIS
Para optar el Título Profesional de Químico Farmacéutico
AUTOR
Jacqueline Marleny PRUDENCIO QUIROZ
Estefany Viviana BUSTAMANTE ARROYO
ASESOR
Denis Alain GARCIA MAYTA
Lima, Perú
2018
Reconocimiento - No Comercial - Compartir Igual - Sin restricciones adicionales
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comercial, siempre y cuando se dé crédito al autor del documento y se licencien las nuevas
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tecnológicas que restrinjan legalmente a otros a hacer cualquier cosa que permita esta licencia.
Referencia bibliográfica
Prudencio J, Bustamante E. Determinación in vitro de la actividad fotoprotectora
UVB en una crema de protección solar formulada con extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii (maca). [Tesis de pregrado]. Lima: Universidad Nacional Mayor
de San Marcos, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Escuela Profesional de Farmacia
y Bioquímica; 2018.
DEDICATORIA
A mis queridos padres, por brindarme siempre su apoyo y
motivarme a ser mejor cada día.
A mi madre, Olga, por enseñarme el valor del sacrificio, por
levantarse todos los días con una sonrisa y entregar todo de
sí sin esperar nada a cambio.
A mi padre, Jaime, por acompañarme siempre en los
momentos más importantes de mi vida, por confiar en mí,
por tener las palabras exactas cuando le pido un consejo y
enseñarme el valor de la responsabilidad con el ejemplo.
A mi hermana, Pamela, por ser mi mejor amiga, espero ser
un modelo para ti siempre.
A mi compañero desde que empecé ésta maravillosa etapa
universitaria, Héctor, por darme su amor, por idealizar un
futuro junto a mí, por su compresión y por ayudarme a
lograr éste trabajo.
A mi familia y amigos que siempre están orgullosos de mis
logros y esperan lo mejor de mí, a las nuevas generaciones
espero puedan tomarme de ejemplo.
Estefany Bustamante Arroyo
DEDICATORIA
Lo dedico primeramente a Dios, por guiarme durante toda
mi carrera.
Dedico de manera especial a mi mamá Lourdes y mi papito
Orlando por ser la fortaleza y soporte de seguir adelante en
la construcción de mi vida profesional.
A mi pequeña Khaleesi, por ser el motivo para superarme
cada día más.
A Mama Queti, mis tías Veronica y Deney, por sus palabras y
compañía y a mis primos David, Nicole y Arazely por el
apoyo que siempre me brindaron.
A Walter por su compañía, palabras y confianza durante el
transcurso de toda la carrera.
Marleny Prudencio Quiroz
AGRADECIMIENTOS
A nuestro asesor el Q.F. Denis Garcia Mayta, por su magnífica labor
profesional en la docencia, así como su permanente asesoría, paciencia y
dedicación en el desarrollo de la presente investigación
A la Dra. Q.F. Elena Benavides Rivera por la gran amistad que hemos
compartido, por los valiosos consejos durante nuestra etapa universitaria y el
apoyo para la realización del presente trabajo.
ii
ÍNDICE
LISTA DE ABREVIATURAS iv
LISTA DE TABLAS vi
LISTA DE FIGURAS viii
RESUMEN ix
ABSTRACT x
I. INTRODUCCIÓN 11
1.1. Objetivos 13
1.1.1. Objetivo general 13
1.1.2. Objetivos específicos 13
1.2. Hipótesis 13
II. GENERALIDADES 14
2.1. Antecedentes 14
2.2. Marco teórico 18
2.2.1. Radiación ultravioleta 18
2.2.1.1. Tipos de radiación ultravioleta 18
2.2.1.2. Mecanismos de la RUV en la piel 19
2.2.1.3. Efectos biológicos y patológicos de la RUV 22
2.2.1.4. Epidemiología del cáncer de la piel 29
2.2.2. Protección solar 30
2.2.2.1. Filtros UV 32
2.2.2.2. Fotoestabilidad 34
2.2.2.3. Medición de la protección UVB in vivo 35
2.2.2.4. Medición de la protección UVB in vitro 36
2.2.2.5. Antioxidantes en fotoprotección 38
2.2.3. Lepidium meyenii “maca” 46
2.2.3.1. Clasificación taxonómica 46
2.2.3.2. Descripción de la especie 47
2.2.3.3. Ubicación geográfica y adaptabilidad 48
2.2.3.4. Antioxidantes de la maca 49
III. PARTE EXPERIMENTAL 52
3.1. Materiales, equipos y reactivos 52
3.2. Metodología 52
iii
3.3. Análisis preliminares 53
3.3.1. Screening fitoquímico 53
3.3.2. Cromatografía en capa fina 53
3.3.3. Actividad antioxidante in vitro 53
3.4. Formulación de una crema de protección solar 55
3.5. Actividad fotoprotectora UVB 58
3.6. Análisis estadístico 59
IV. RESULTADOS 60
4.1. Pruebas preliminares 60
4.2. Control de calidad de las formulaciones 63
4.3. Actividad fotoprotectora UVB 64
V. DISCUSIÓN 70
VI. CONCLUSIONES 75
VII. RECOMENDACIONES 76
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 77
IX. ANEXOS 89
X. GLOSARIO 98
iv
LISTA DE ABREVIATURAS
(RUV) Radiación Ultravioleta
(ERO) Especies reactivas de oxígeno
(UVA) Radiación Ultravioleta A
(UVB) Radiación Ultravioleta B
(UVC) Radiación Ultravioleta C
(DPPH) 2,2-difenil-1-picril hidrazilo
(FPS) Factor de Protección Solar
(ABTS) 2,2'-azino-bis (3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfónico)
(ADN) Ácido Desoxirribonucléico
(IR) Infrarrojo
(TNF-α) Factor de necrosis tumoral
(MMP) Metaloproteasas matriciales
(FSAS) Fenotipo secretor asociado a la senescencia
(AP-1) Proteína Activadora - 1
(TGF- β) Factor de crecimiento transformante beta
(DGE) Dirección General de Epidemiología
(PABA) Ácido paraaminobenzóico
(ZnO) Óxido de zinc
(TiO2) Dióxido de titanio
(AVO) Avobenzona
(MED) Dosis eritematosa mínima
(FDA) Food and Drug Administration / Administración de
Medicamentos y Alimentos de los EE.UU
v
(ATP) Adenosina trifosfato
(RPM) Revoluciones por minuto
(CCF) Cromatografía de Capa Fina
(ANOVA) Análisis de varianza
(SPSS) Paquete Estadístico de Ciencias Sociales / Stadistical
Package for Socials Sciences
(INCI) Nomenclatura internacional de ingredientes cosméticos /
International Nomenclature of Cosmetic Ingredients
(HPLC) Cromatografía líquida de alta eficiencia
(IC 50) 50% de la concentración inhibitoria
vi
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Principales efectos de la RUV en la piel.
Tabla 2: Tipos de filtros UV.
Tabla 3: Constante determinada por Sayre et al. (1980).
Tabla 4: Beneficios de los antioxidantes en formulaciones tópicas.
Tabla 5: Esquema de trabajo para el ensayo de antioxidantes (DPPH).
Tabla 6: Composición cuali - cuantitativa de la crema con el extracto
hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y el booster.
Tabla 7: Screening fitoquímico del extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca” a 25 °C.
Tabla 8: Identificación por Cromatografía de Capa Fina (CCF).
Tabla 9: Actividad antioxidante del extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca” y el booster.
Tabla 10: Comparación de las medias de FPS entre las cremas formuladas
con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F2, F3, F4)
y las cremas formuladas con booster (F5, F6, F7) frente a la crema
sólo con filtro (F1).
Tabla 11: Comparación de las medias de FPS entre la crema formulada con
1% de extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F2)
frente a la crema formulada con 1% de booster (F5).
Tabla 12: Comparación de las medias de FPS entre la crema formulada con
5% de extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F3)
frente a la crema formulada con 5% de booster (F6).
vii
Tabla 13: Comparación de las medias de FPS entre la crema formulada con
10% de extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F4)
frente a la crema formulada con 10% de booster (F7).
Tabla 14: Comparación de las medias de FPS entre las cremas formuladas
con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F2, F3 y
F4).
Tabla 15: Comparación de las medias de FPS entre las cremas formuladas
con booster (F5, F6 y F7).
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Penetración en la piel de la RUV.
Figura 2: Mecanismos del fotoenvejecimiento cutáneo inducido por la
radiación UVB. Resumen de las principales vías afectadas por la
exposición crónica de la piel a los rayos UVB y su impacto en la
apariencia del tejido.
Figura 3: Los fitoantioxidantes representan una larga familia de moléculas:
polifenoles y terpenos con subcategorías incluyendo flavonoides,
estilbeno, carotenoides y aceites esenciales.
Figura 4: Raíces tuberosas y partes de maca amarilla, roja y negra seca.
Figura 5: Curva de concentración de la actividad antioxidante del extracto
hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” frente al booster.
Figura 6: Comparación de la actividad fotoprotectora de las siete cremas
formuladas.
Figura 7: Comparación de las medias de FPS de las cremas formuladas con
extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y las formuladas
con booster al 1%, 5% y 10%.
ix
RESUMEN
La exposición a la radiación ultravioleta (RUV) causa daño inevitable a la piel
generando radicales libres los cuales son reducidos por los antioxidantes. En la
actualidad se usan antioxidantes para proporcionar fotoprotección adicional a la
piel cuando son incorporados en los productos para la protección solar. Una
fuente natural de éstos compuestos son los extractos de plantas, debido a ello
tomamos como materia de estudio al Lepidium meyenii “maca”, planta nativa de
los Andes Centrales del Perú, a la cual se le atribuye significativa actividad
antioxidante al ser incorporada en una crema de protección solar para demostrar
su actividad fotoprotectora. Objetivo: Determinar la actividad fotoprotectora UVB
in vitro en una crema de protección solar formulada con extracto hidroglicólico
de Lepidium meyenii “maca”. Método: Se evaluó la actividad antioxidante in vitro
del extracto, mediante el método del DPPH. Se realizaron siete formulaciones:
una con benzofenona-3 (F1), tres con el extracto a diferentes concentraciones
(F2, F3 y F4) y se comparó con tres formulaciones conteniendo un potenciador
de FPS llamado booster (Argania spinosa “argán”, Tocoferol acetato y Bisabolol)
(F5, F6 y F7). Se determinó la actividad fotoprotectora UVB in vitro por el método
de Mansur. Resultados: Se obtuvo un IC 50 de 14,85% para el extracto y 6,06%
para el booster, las concentraciones usadas de extracto y del booster en las
formulaciones fueron 1%, 5% y 10%. Se encontró un aumento significativo de
las medias del FPS de las formulaciones que contenían el extracto de maca.
Conclusiones: Se demuestra que el extracto de maca tiene actividad
fotoprotectora, siendo una especie de interés para la fitocosmética y la
fotoprotección. Palabras claves: Radiación UVB, Lepidium meyenii, booster,
antioxidante, fotoprotección, FPS.
x
ABSTRACT
Exposure to ultraviolet radiation (UVR) causes unavoidable damage to the skin
by generating free radicals which are reduced by antioxidants. Currently,
antioxidants are used for additional photoprotection to the skin when incorporated
into products for sun protection. A natural source of compounds based on
Lepidium meyenii "maca", plant native to the Central Andes of Peru, which is
attributed a significant antioxidant activity to be incorporated in a sunscreen
cream to demonstrate its photoprotective activity. Objective: To determine the
UVB photoprotective activity in vitro in a sunscreen cream formulated with
hydroglycolic extract of Lepidium meyenii "maca". Method: The in vitro
antioxidant activity of the extract was evaluated by the DPPH method. Seven
formulations were presented: one with benzophenone-3 (F1), three with the
extract at different concentrations (F2, F3 and F4) and was compared with three
formulations containing an SPF enhancer called booster (Argania spinosa
“argán”, Tocopherol acetate, Bisabolol) (F5, F6 and F7). The UVB
photoprotective activity was determined in vitro by the Mansur method. Results:
An IC 50 of 14.85% was obtained for the extract and 6.06% for the reinforcement,
the concentrations of the extractions and the concentrations were 1%, 5% and
10%. A significant increase of the SPF averages of the formulations containing
the maca extract was found. Conclusions: It is demonstrated that maca extract
has photoprotective activity, being a species of interest for phytocosmetics and
photoprotection.
Keywords: UVB radiation, Lepidium meyenii, booster, antioxidant,
photoprotection, FPS.
11
I. INTRODUCCIÓN
El Perú presenta un alto índice de radiación solar principalmente por el
agotamiento de la capa de ozono, siendo el cuidado de la piel una de las mayores
preocupaciones en el país y en el mundo, por el incremento de las afecciones
como el cáncer 1. La exposición a la radiación ultravioleta (RUV) conlleva al daño
epidermal y a la generación de especies reactivas de oxígeno (ERO), en
consecuencia para prevenir los perjuicios de ésta exposición se utilizan
protectores solares, siendo de preferencia por el consumidor las emulsiones del
tipo aceite en agua formuladas con filtros solares de amplio espectro 2.
La preocupación del mundo científico al daño generado por el estrés oxidativo
en todos los ámbitos de la salud y especialmente en la piel, hace que
actualmente halla una búsqueda permanente de sustancias antioxidantes que
actúen por vía tópica como sistémica 3. Es por ello que los extractos de plantas
con propiedades antioxidantes son de gran interés en el campo de la
fitocosmética porque presentan moléculas que inactivan las ERO restaurando la
homeostasis de la piel 4.
Los flavonoides son metabolitos antioxidantes que se encuentran en las plantas
y son capaces de absorber la luz en la región UV, usualmente tienen dos picos
máximos de absorción en las regiones UVB y UVA, por lo cual pueden ser
usados en formulaciones fotoprotectoras. Esto también se debe a su similitud
estructural con los filtros químicos siendo susceptibles a la absorción de la
radiación en la región ultravioleta. Debido a estas razones, la demanda de
12
extractos ricos en flavonoides ha dado paso al descubrimiento de nuevas
moléculas activas para la fotoprotección humana 5.
Existen escasos estudios en el Perú donde se demuestre el impacto de los
flavonoides de extractos naturales en fotoprotección. Sin embargo en los últimos
años el uso de productos naturales en el mundo ha tenido mayor demanda por
la industria cosmética al ser una alternativa que reduce y suprime el uso de
componentes químicos en las formulaciones que pueden resultar perjudiciales a
la salud 6.
Asímismo, el Perú es un país con una gran diversidad biológica y revaloriza
plantas nativas con propiedades medicinales utilizadas desde tiempos muy
antiguos, como el Lepidium meyenii “maca” 7, que crece en los Andes centrales
del Perú por encima de los 4000 metros sobre el nivel del mar, en el cual estudios
previos han demostrado que las plantas que crecen en ambientes hostiles de
gran altitud desarrollan mecanismos de adaptación que incluye protección contra
la RUV 8.
Finalmente, lo expuesto anteriormente resalta la importancia de ésta
investigación porque aprovecha la extraordinaria variedad de recursos naturales
de nuestro país, desarrollando productos con valor agregado, los cuales brinden
efectos curativos y/o preventivos frente a enfermedades relacionadas con el
exceso de exposición a la radiación solar.
13
1.1. OBJETIVOS
1.1.1. OBJETIVO GENERAL
Determinar la actividad fotoprotectora UVB in vitro en una crema
de protección solar formulada con extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii “maca”.
1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar la actividad antioxidante in vitro del extracto
hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y compararla con el
booster de Argania spinosa “argán”, Tocoferol acetato y
Bisabolol.
Determinar la actividad fotoprotectora UVB in vitro del extracto
hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y compararla con el
booster de Argania spinosa “argán”, Tocoferol acetato y
Bisabolol en una crema de protección solar.
1.2. HIPÓTESIS
La crema de protección solar formulada con extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii “maca” tiene actividad fotoprotectora.
14
II. GENERALIDADES
2.1. ANTECEDENTES
Souza, C. et al. (2017)9 desarrolló formulaciones de protección solar compuestas
de filtros UV estables (Tinosorb® S, Tinosorb® M, Uvinul® APlus y Uvinul®
T150) solos y en combinación con antioxidantes. La adición de antioxidantes a
la formulación de protección solar mejoró significativamente la función barrera
de la piel, con la disminución de la degradación del colágeno en la dermis y
mayor elasticidad en la piel, después de 84 días de tratamiento en comparación
con el protector solar sólo con filtros.
Silva, R. et al. (2016)10 demostró a través del método de Mansur la actividad
fotoprotectora del extracto del epicarpio (cáscara) de Spondias purpurea L.
“ciruela” contra los rayos UVB y la incorporaron en una formulación como
principio activo. Se identificaron los compuestos fenólicos y los antioxidantes por
el método del DPPH en el extracto. La formulación con 30% de extracto mostró
excelente actividad contra los rayos UVB y un mayor valor de FPS 43 para una
dilución de 50mg/mL, en comparación con benzofenona-3 al 5% con FPS 40.
Reis, M. et al. (2016)4 desarrolló una emulsión fotoprotectora aceite en agua con
extracto de Bauhinia microstachya var. Massambabensis Vaz, al 1%, al cual se
le atribuye una gran actividad antioxidante, presentando una alta cantidad de
flavonoides: kaempferol y astragalina. Se evaluó la eficacia y la seguridad in vitro
e in vivo de las formulaciones que contenían los filtros químicos benzofenona 3,
octilmetoxicinamato y octocrileno. Los resultados mostraron que ambos
15
extractos contribuyeron a una mayor fotoprotección in vivo (FPS 18) en
comparación con la formulación sin extracto (FPS 13). Las formulaciones se
consideraron no irritantes según pruebas in vitro y pasaron las pruebas de
toxicidad.
Costa, S. et al. (2015)5 investigó el potencial del extracto etanólico de M. taxifolia
como principio activo en una formulación de fotoprotección solar (UVA y UVB).
Utilizó el método 2.2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH) para medir la actividad
antioxidante del extracto. Posteriormente, se prepararon las formulaciones
usando diferentes concentraciones de extracto etanólico (5%, 10%, 20% y 30%)
y se llevó a cabo la evaluación del FPS. Todas las formulaciones que contenían
extracto de M.taxifolia tenían un factor de protección solar ≥ 6. Se atribuyó la
actividad fotoprotectora al contenido de flavonoides en la especie vegetal.
Inocente, M. et al, (2014)11 evaluó la capacidad antioxidante y fotoprotectora de
una loción y un gel elaborados con extracto estabilizado de los frutos de Myrciaria
dubia Kunth “camu camu”. Se determinó la actividad antioxidante por el método
de DPPH y ABTS. El FPS de las formulaciones se determinó mediante el método
in vitro desarrollado por Mansur. Se obtuvo valores de 10,897 ± 0,298 para el
gel y 13,401 ± 0,319 para la loción con un 15% de extracto y filtro benzofenona-
4 (concentración no indicada). Se demostró que el extracto de camu camu brinda
una excelente alternativa para ser utilizado como sinergista de los
fotoprotectores en formulaciones cosméticas por poseer en su composición
antioxidantes como compuestos fenólicos y vitamina C.
16
Agati, G. et al, (2013)12 discute sobre la importancia de los flavonoides en la
fotoprotección, siendo eficaces pantallas UV, con especial énfasis en su
capacidad de captar especies reactivas de oxígeno (ERO), refiriendo similitud
estructural entre los flavonoides y los hidroxicinamatos ya que se ha demostrado
que estos compiten por un mismo sustrato cuando hay inducción de radiación
UV.
Marquito, V. et al, (2012)13 analizó la actividad fotoprotectora in vitro de cuatro
formulaciones que contenían filtros químicos (benzofenona-3 y metoxicinamato)
y extractos de plantas brasileras evaluando el aumento del FPS a través del
método de Mansur.
Gonzales, C. et al, (2011)14 (2008)8 realizaron dos investigaciones acerca del
Lepidium meyenii “maca”, primero realizó extractos hidroalcohólicos de las hojas
de tres ecotipos y lo administró sobre la piel de ratones expuestos a rayos UVB.
Las tres variedades presentaron actividad antioxidante y previnieron el desarrollo
de las quemaduras de las células, hiperplasia epidermal, infiltración leucocitaria
y otras alteraciones producidas por los rayos UVB; así también estudiaron la
actividad fotoprotectora de los hipocótilos en ratas, administrando de forma
tópica el extracto y sometiendo la piel a exposición UVA, UVB y UVC, el extracto
acuoso de maca mostró un efecto dosis-dependiente con mejores efectos que el
observado por un protector solar comercial. La maca fue capaz de prevenir el
aumento de la altura epidérmica después de la exposición a los rayos UV.
17
Camousse, M. (2009)15 investigó si la aplicación tópica de té verde y blanco
previenen el daño oxidativo del ADN y las células de Langerhans con la inducción
de radiación solar, demostrando que los niveles de 8-hidroxi-2-deoxiguanosina,
marcador de estrés oxidativo, disminuían significativamente por acción de los
polifenoles.
Soares, G. et al. (2009)16 demostró la actividad fotoprotectora del propóleo verde
de los colmenares del valle de Aco, Brasil, en una loción y gel. Para las
formulaciones que contenían 40% del extracto en una dilución de 0,2µL fueron
encontrados valores de FPS sobre 10 utilizando el método de Mansur,
mostrando que al duplicar la concentración del extracto también se duplica los
niveles de FPS.
Abreu, E. et al (2004)17 determinó el factor de protección solar (FPS) por el
método espectrofotométrico de Mansur de diez muestras comerciales de FPS 8
al 30. Los valores de FPS del 30% de las muestras analizadas estuvieron en
estrecha concordancia con el FPS marcado, el otro 30% presentó valores de
FPS por encima de la cantidad marcada y el 40% coincidió con los valores de
etiqueta.
18
2.2. MARCO TEÓRICO
2.2.1. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
Los rayos del sol impactan en la tierra en forma de luz visible,
infrarroja (IR) y radiación ultravioleta (RUV). Estas tres entidades son
los componentes más importantes del espectro electromagnético el
cual también incluye radioondas, microondas, rayos X y radiación
gamma. La radiación visible es aquella percibida por el ojo humano,
cada color de la luz visible representa un rango de longitud de onda
diferente. Aproximadamente la mitad de la radiación solar es
infrarroja y responsable del efecto calorífico el cual se siente en la
exposición solar. La RUV es el área del espectro electromagnético
que se considera biológicamente activo y por lo tanto de mayor
impacto en la salud 18.
2.2.1.1. TIPOS DE RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
La RUV comprende longitudes de onda de 100-400 ηm.
Históricamente, esta banda de longitud de onda ha sido
subdividido en tres regiones: UVC (100-280 ηm), UVB
(280-315 ηm) y UVA (315-400 ηm) 19.
A. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA A (UVA)
Alcanza aproximadamente el 90-99% de la superficie de la
tierra.
No es filtrado por la capa de ozono en la atmósfera.
19
Tiene longitud de onda larga y de baja energía que penetra
profundamente en la piel.
Provoca el envejecimiento de la piel.
Induce pigmentación inmediata y persistente (bronceado) 20.
B. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA B (UVB)
Alcanza el 1%-10% de la superficie de la tierra.
Es filtrado por la capa de ozono estratosférico en la atmósfera.
Tiene longitud de onda corta y alta energía, pueden penetrar
las capas superiores de la epidermis.
Responsable de causar quemaduras de sol, bronceado,
arrugas, fotoenvejecimiento y cáncer de piel.
Carcinógeno y mil veces más lesiva en causar quemaduras
de sol que la radiación UVA 20.
C. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA C (UVC)
Filtrado por la capa de ozono estratosférico en la atmósfera
antes de llegar a la tierra.
Las principales fuentes artificiales son las lámparas
germicidas.
Quema la piel y causa cáncer de piel 20.
2.2.1.2. MECANISMOS DE LA RUV EN LA PIEL
La radiación solar interactúa con la piel a través de
mecanismos de absorción, reflexión y dispersión, que se
20
determinan en gran medida por la naturaleza multicapa de
la piel y las características físicas, es decir, la longitud de
onda de la radiación. La reflexión ocurre en la superficie de
la piel donde los fotones no traspasan las capas de la piel
y sólo se reflejan. En cambio la dispersión es la alteración
de la dirección en la cual se transmite la luz a través de la
piel. La profundidad a la que puede ir un fotón está
influenciada por las estructuras de la piel que tienen la
capacidad de dispersar estos fotones como el colágeno en
la dermis 21.
En la fotobiología cutánea, es importante entender lo que
sucede con los fotones cuando se encuentran con la
superficie de la piel. La radiación UVB, caracterizada por
fotones con mayor energía, tiene menos capacidad para
penetrar en la piel y a medida que la longitud de onda
aumenta constantemente de radiación UVB a UVA, visible
e IR, la energía transportada por cada fotón disminuye,
pero su capacidad de penetrar en el tejido biológico
aumenta, la radiación UVB penetra en la piel hasta la
profundidad de la epidermis, mientras que la radiación UVA
energéticamente más débil puede penetrar más
profundamente en la dermis papilar 22. La Figura 1 ilustra
esta relación 23.
21
Figura 1: Penetración en la piel de la RUV 23.
La absorción depende de la longitud de onda y está
influenciada por la estructura físicoquímica del cromóforo
en la piel. Cada cromóforo tiene un espectro de absorción,
que es el rango de longitudes de onda que absorbe esa
molécula. Por ejemplo, el espectro de absorción para la
melanina es de 250 a 1200 ηm. 22.
De acuerdo con la ley de Grothus-Draper, la luz sólo puede
tener un efecto biológico si se absorbe. Una vez que la
radiación es absorbida por las moléculas de la piel
(llamados cromóforos), la energía es transferida para
producir calor o conducir a reacciones fotoquímicas. Este
proceso da lugar a respuestas detectables en los niveles
UVA UVB UVC
RADIACIÓN SOLAR
400 ηm 100 ηm 320 ηm 280 ηm
Atmósfera
EP
IDE
RM
ISD
ER
MIS
22
celular y molecular que podrían conducir a un resultado
clínico no deseable 18.
2.2.1.3. EFECTOS BIOLÓGICOS Y PATOLÓGICOS DE LA RUV
El deterioro de la capa de ozono, desde la década de los
setenta hasta la actualidad ha incrementado la radiación
solar sobre la superficie terrestre siendo la RUV contenida
en la luz solar uno de los mutágenos físicos ambientales
más dañinos existentes en la actualidad 24. La Tabla 1
muestra los efectos clínicos de la RUV en la piel humana
de apariencia normal, que pueden ser agudos o crónicos
25.
Tabla 1: Principales efectos de la RUV en la piel 25.
AGUDOS CRÓNICOS
MOLECULAR / CELULAR CLÍNICOS
Fotodaño del ADN y
mutación en su
reparación
Especies reactivas de
oxígeno
Expresión proteica y de
genes
Melanogenésis
Apoptosis
Depleción de las células
de Langerhans
Síntesis de Vitamina D
Liberación de óxido
nitroso (UVA)
Eritema
Bronceado
Supresión de la
inmunidad adquirida
Mejoramiento de la
inmunidad innata
Reducción de la presión
sanguínea vía óxido
nitrico
Cáncer de piel
Fotoenvejecimiento
23
A. EFECTOS AGUDOS
Quemadura solar y eritema
Una quemadura solar es la inflamación aguda en respuesta a
la exposición de la radiación UV, el cual causa vasodilatación
de los vasos sanguíneos de la dermis, generando calor, dolor,
hinchazón y enrojecimiento de la piel, que se asocia con
malestar sistémico cuando es grave 26. La radiación UVB es
mil veces más lesiva que la radiación UVA en inducir eritema
de quemadura solar 19.
Histológicamente, la inflamación de las células endoteliales
en los vasos sanguíneos pequeños de la dermis se produce
dentro de los 30 minutos de exposición al sol y alcanza un
pico de 24 horas. Conlleva a cambios morfológicos en las
células de Langerhans, aparición de los neutrófilos en la
dermis, seguidos por las células mononucleares y se observa
que los queratinocitos sufren apoptosis. El eritema de la
quemadura solar está mediado por las prostaglandinas
(especialmente E2) y óxido nítrico, muchas citoquinas también
son liberadas con la exposición a la RUV, uno de los
mediadores de inflamación más importantes es el factor de
necrosis tumoral (TNF-α) 27.
24
Bronceado
El bronceado es el oscurecimiento de la piel que ocurre en
algunas horas o en pocos días después de la exposición a la
RUV. También conocida como melanogénesis, reconocido
como la principal defensa de la piel 22.
Según la longitud de onda UV se distinguen dos tipos de
bronceado: pigmentación temprana inducida por UVA
(pigmentación inmediata de oscurecimiento) y pigmentación
retardada inducida por UVB (retraso del bronceado). El primer
tipo, el oscurecimiento inmediato es causado por la
redistribución de los melanosomas (los empaquetadores de la
melanina) y la fotooxidación de la melanina (es decir, el
pigmento), que ya está presente en la piel. La piel se vuelve
inicialmente gris y se decolora a marrón en cuestión de
minutos. El segundo tipo es representado principalmente por
la melanogénesis verdadera (es decir, la síntesis de la nueva
melanina) que típicamente comienza 2 a 3 días después de la
exposición 28.
Inmunosupresión
La exposición a la radiación UVB suprime el sistema
inmunitario por cuatro razones principales. Primero induce la
producción de mediadores inmunosupresores, segundo daña
y desencadena la migración prematura de las células
25
presentadoras de antígeno, necesarias para estimular
respuestas inmunitarias, tercero induce la generación de
células supresoras y cuarto, inhibe la activación de las células
T efectoras y de memoria 29. La inmunosupresión inducida por
la radiación UVA principalmente, produce ERO y nitrógeno,
alterando el equilibrio redox y dirigiéndose a las proteínas,
lípidos y ADN 30.
B. EFECTOS CRÓNICOS
Fotocarcinogénesis
La radiación UVB crea mutaciones en los genes p53
supresores de tumores; éstos son genes que están
involucrados en la reparación del ADN o la apoptosis de las
células que tienen daño en el ADN. Por lo tanto, si los genes
p53 están mutados, ya no podrán ayudar en el proceso de
reparación del ADN; como resultado, hay desregulación de la
apoptosis, expansión de los queratinocitos mutados e
iniciación del cáncer de piel 20.
Si la radiación UVB es importante en la iniciación tumoral, la
radiación UVA lo es en la promoción del mismo. Así, la
radiación UVA produce aumento de la expresión de la
proteína p53 en los queratinocitos. Los rayos UVA inducen
más estrés oxidativo que los UVB, causando peroxidación
lipídica y oxidación de ácidos nucleicos. Por último, la
26
radiación UVA inhibe la reparación del ADN e induce la
síntesis de metaloproteinasas, las cuales aumentan la
agresividad biológica del tumor. Parece que la radiación UVA
desempeña un importante papel en la génesis del melanoma
más que en cualquier otra forma de cáncer cutáneo 31.
Fotoenvejecimiento
Consiste en los cambios en apariencia y funciones de la piel
como resultado de una exposición solar repetida, más que por
el simple paso del tiempo 31. A diferencia del envejecimiento
cronológico (intrínseco), con líneas finas y laxitud cutánea
modesta, la piel fotoenvejecida (extrínseca) se caracteriza por
los siguientes signos clínicos: sequedad, pigmentación
moteada, piel pálida, surcos y arrugas profundas,
telangiectasia, laxitud significativa, lesiones precancerosas y
aspecto coriáceo 23.
La radiación UVB es el componente más peligroso de la luz
solar. Debido a su alta energía, los rayos UVB pueden
atravesar la epidermis y llegar hasta la dermis superior, donde
interactúa con los cromóforos celulares, lo que provoca daños
en el ADN y un aumento del estrés oxidativo por las ERO.
Como muestra la Figura 2, estos eventos activan
innumerables vías de señalización que conducen a la
producción disminuida de colágeno, aumento de la síntesis y
27
actividad de las metaloproteasas matriciales (MMP)
responsables de la degradación del tejido conectivo,
acumulación de células senescentes, síntesis y acumulación
de los componentes del Fenotipo Secretor Asociado a la
Senescencia (FSAS) y la degradación defectuosa de las
fibras elásticas 32.
Las ERO resultantes afectan la expresión de varios factores
clave de transcripción (especialmente AP-1 y TGF-β), que no
sólo aumentan la ruptura del colágeno, sino que también
reducen su síntesis 23. El colágeno tipo I, la proteína más
abundante en la dermis, y el colágeno tipo III le dan a la piel
su fuerza y elasticidad. Las MMP inducidas por la RUV causan
degradación directa del colágeno. Los productos de la
degradación del colágeno también inhiben indirectamente la
síntesis de colágeno. En la piel fotoenvejecida, existe una
desorganización y degradación de las fibrillas de colágeno,
así como una síntesis reducida de procolágeno tipo I y tipo III.
Inmediatamente después de la exposición a la RUV, hay una
disminución en la síntesis de procolágeno tipo I. En la piel muy
fotodañada, la síntesis de procolágeno en curso disminuye.
La fotoprotección con protector solar y ropa de protección UV
puede ayudar a prevenir el fotoenvejecimiento y ralentizar su
progresión. Los estudios han demostrado que el uso regular
28
de bloqueador solar de amplio espectro puede prevenir las
quemaduras solares y los efectos del fotoenvejecimiento,
como las arrugas y la pigmentación desigual 18.
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32.
29
2.2.1.4. EPIDEMIOLOGÍA DEL CÁNCER DE PIEL
La Organización Mundial de la Salud (OMS) informó en el
2017, que en el mundo se produce cada año entre dos y
tres millones de nuevos casos de cáncer de piel no
melanocítico y más de 130 000 nuevos casos de cáncer de
piel melanocítico, y se estima que anualmente mueren
66 000 personas por melanomas malignos y otros tipos de
cáncer de piel siendo la causa principal de estos cánceres
las RUV 33.
En general, el riesgo de padecer melanoma en el
transcurso de la vida es de aproximadamente 2.6% (1 en
38) para los blancos, 0.1% (1 en 1 000) para los negros y
0.58% (1 en 172) para los hispanos, según un informe de
la Sociedad Americana del Cáncer 34.
En España hay 4 000 nuevos casos de melanoma cada
año, 116 380 pacientes con carcinoma basocelular, 17 500
con carcinoma espinocelular y 600 muertes anuales según
destacaron expertos en la presentación del 45 Congreso
Nacional de Dermatología y Venereología (2016). Sin
embargo la mortalidad por cáncer de piel no ha aumentado,
lo que quiere decir que, aunque la incidencia es mayor,
previenen y tratan de forma efectiva la enfermedad 35.
30
La Dirección General de Epidemiología (DGE) del Perú, ha
realizado un análisis de la situación del cáncer a nivel nacional
en base a la vigilancia epidemiológica de cáncer, encontrando
que en el periodo comprendido entre los años 2006 y 2010 se
registró un total de 5 975 casos de cáncer de piel (2 744 en
varones y 3 231 en mujeres) que representan el 6,6% del total
de cánceres registrados. Según este informe, el cáncer de piel
ocupa el cuarto lugar de frecuencia a nivel nacional (superado
por el cáncer de cérvix, estómago y mama). Las regiones
donde la distribución proporcional del cáncer de piel respecto
al total de neoplasias registradas es superior al promedio
nacional (6,6%) han sido La Libertad (10,7%), Cajamarca
(9,5%), Madre de Dios (9,2%), San Martín (8,0%), Amazonas
(7,9%), Lima (7,9%), Arequipa (7,8%), Ayacucho (7,3%) y
Ucayali (7,1%). Si bien estas proporciones no representan
una medida de frecuencia de la enfermedad en la población,
sí es importante resaltar la preponderancia del cáncer de piel
en el sistema de vigilancia 36.
2.2.2. PROTECCIÓN SOLAR
La recomendación 2006/647/CE de la Comisión Europea define
como producto de protección solar a cualquier preparado (como
crema, aceite, gel o aerosol) de aplicación sobre la piel humana con
la finalidad principal de proteger contra la RUV absorbiéndola,
dispersándola o reflejándola 37. Estos productos de protección solar
31
se pueden clasificar según su mecanismo de acción como muestra
la Tabla 2 38.
Tabla 2: Tipos de filtros UV 38.
ESPECTRO DE
ABSORCIÓN
CLASIFICACIÓN FILTROS UV
FÍSICOS / INORGÁNICOS QUÍMICOS / ORGÁNICOS
UVB (290 – 320 ηm)
Filtros UV
físicos
(inorgánicos)
Dióxido de
titanio
Óxido de zinc
Ácido paraaminobenzoico (PABA)
Octil metoxycinamatos
Octil salicilatos
Octilocrileno
UVA-I (320 – 340 ηm)
Oxybenzona
Avobenzona UVA-II (340 – 400 ηm)
Para prevenir quemaduras de sol y proteger contra el daño grave de
la piel los protectores solares deben cumplir con las siguientes
características:
Ser fotoestables (idealmente 100%) y disipar la energía
absorbida de manera eficiente a través de vías fotofísicas y
fotoquímicas que rigen la formación de oxígeno singlete, otras
especies reactivas del oxígeno y otros intermediarios reactivos
nocivos.
No deben penetrar la piel, ni ser transportados a las células
humanas donde puedan causar daño al ADN.
Minimizar la radiación UVB y UVA que puede llegar al ADN en
los núcleos celulares 39.
32
2.2.2.1. FILTROS UV
Son sustancias orgánicas e inorgánicas que al ser
aplicadas tópicamente absorben, dispersan, y reflejan los
rayos UV. Mientras que la reflexión y la dispersión (de los
rayos solares) pueden representar hasta el 10% de la
fotoprotección en general, el mecanismo principal en los
protectores solares disponibles comercialmente es la
absorción. Una vez que un fotón UV es absorbido, la
energía debe ser liberada como fluorescencia,
fosforescencia, calor, vibración, transferencia de energía a
otra molécula o una fotorreacción antes de aceptar otro
fotón. Cuanto más rápida es la tasa de retorno al estado
original, más ventajoso es el filtro para los protectores
solares 40.
Actualmente, hay la necesidad de investigar sobre filtros
solares más eficaces para garantizar una fotoprotección
óptima. Los filtros UV químicos son compuestos
incorporados en formulaciones de protección solar para
absorber longitudes de onda específicas de la radiación
ultravioleta, UVA (320-400 ηm), UVB (290-320 ηm) o
ambos. La alta capacidad de los filtros UV para absorber la
radiación UV debería permanecer estable durante todo el
período de exposición al sol con el fin de lograr la
fotoprotección esperada para productos de protección
33
solar. Sin embargo, algunos filtros UV son
fotoquímicamente inestables, lo que perjudica su
absorbancia después de la exposición UV 41.
TIPOS DE FILTROS UV
Filtros orgánicos
Los filtros orgánicos están formados por moléculas
orgánicas capaces de absorber la radiación UV (alta
energía) y transformarla en radiaciones con energías
menores e inofensivas al ser humano. Estas
moléculas son principalmente compuestos
aromáticos con grupos carboxílicos. En general,
presentan un grupo donante de electrones, como una
amina o un grupo metoxilo, en la posición “orto” o
“para” del anillo aromático 42.
Filtros inorgánicos
Los filtros solares inorgánicos son el óxido de zinc
(ZnO) y dióxido de titanio (TiO2) que atenúan por
absorción y dispersión los rayos UV, son la forma más
segura y eficaz para proteger la piel, porque
presentan bajo potencial de irritación. Este tipo de
filtros solares son recomendados en la preparación de
fotoprotectores de uso infantil y personas con piel
sensible. El óxido de zinc y dióxido de titanio son
materiales semiconductores. La desventaja en el uso
34
de este tipo de filtros solares, es que deja una película
blanca sobre la piel, que estéticamente es
desagradable para los consumidores. Se ha innovado
recientemente la tecnología de filtros inorgánicos
generando versiones micronizadas de estos óxidos,
que evita la formación de la película blanquecina
sobre la piel 43.
2.2.2.2. FOTOESTABILIDAD
La fotoestabilidad es importante para preservar la
capacidad de protección UV y prevenir los intermedios
reactivos de sustancias filtrantes fotoestables que se
comportan como fotooxidantes al entrar en contacto directo
con la piel 44. La prueba de fotoestabilidad se realiza para
analizar la posible pérdida de fotoprotección que brindan
los filtros UV, que tiene lugar principalmente en el rango de
UVA durante la exposición al sol 45.
El mecanismo de fotoprotección de los filtros UV orgánicos,
que son los más susceptibles a los problemas de
fotoestabilidad, actúan absorbiendo un fotón UV, lo cual
genera que la molécula absorbente (filtro) pase de un
estado inicial a un estado electrónico excitado. Si la energía
absorbida no es suficiente se disipa rápidamente en forma
de calor y los enlaces químicos de la molécula absorbente
35
UV pueden romperse, modificarse o inactivarse 35. La
mayoría de los absorbentes UV utilizadas en los
protectores solares son fotoestables en las condiciones de
uso, a excepción de la avobenzona (AVO) y el octinoxato46.
Los productos reactivos intermedios de los filtros
fotoinestables cuando entran en contacto directo con la
piel, pueden comportarse como foto-oxidantes o también
pueden promover la dermatitis fototóxica o fotoalérgica de
contacto. La interacción de los productos de
fotodegradación con excipientes o componentes de
protección solar de la piel, como el sebo, puede conducir a
la formación de nuevas moléculas con propiedades tóxicas
desconocidas. En consecuencia, existe una creciente
preocupación acerca de la fototoxicidad y fotoalergenicidad
de filtros UV 47.
2.2.2.3. MEDICIÓN DE LA PROTECCIÓN UVB in vivo
El factor de protección solar (FPS), es el principal índice de
la protección UVB y es por eso que se cuantifica el FPS
para saber cuán eficaz es el protector solar. Cuanto más
alto sea el FPS, mayor será la protección del protector solar
frente a la radiación UVB. La prueba FPS es un método in
vivo, donde las áreas protegidas y no protegidas de los
sujetos están expuestas a la luz solar artificial por varios
36
períodos de tiempo. El FPS se define como la Dosis
Mínima de Eritema (MED) la cual es la dosis de radiación
UVB que produce un enrojecimiento visible en la piel
protegida dividida por la MED de la piel desprotegida. El
cálculo se realiza mediante la siguiente ecuación 40.
��� = MED piel protegidaMED piel no protegida
Un protector solar con FPS 15 filtra aproximadamente el
94% de los rayos UVB, mientras que un protector solar con
FPS 30 filtra aproximadamente 97%48.
En teoría, la aplicación de un producto con FPS 5
proporciona protección para las quemaduras solares cinco
veces más que la piel sin protección. Sin embargo, esto no
es totalmente exacto. Según la norma de la FDA (Food and
Drug Administration) para la prueba de FPS se requiere la
aplicación de 2 mg/cm2 de protector solar en la piel, pero el
espesor de aplicación real se estima se encuentra entre 0,5
a 1,0 mg/cm2, disminuyendo la efectividad del FPS 49.
2.2.2.4. MEDICIÓN DE LA PROTECCIÓN UVB in vitro
El Factor de Protección Solar (FPS) se puede determinar
siguiendo la metodología in vitro como el descrito por
Mansur et al. (1986) 50. Consiste en un método
37
espectrofotométrico en el cual la formulación se diluye en
etanol hasta una concentración de 0.2 mg/mL, condición
establecido por el autor para establecer una correlación
con el método in vivo. A través de la fórmula matemática
desarrollada según el método, se relacionan los valores de
absorbancia obtenidos de las muestras con el FPS de la
formulación.
� = FC ∑ � � � � �090
Donde:
FPS: Factor de Protección Solar
FC: 10 (factor de corrección)
EE ( )μ Efecto eritemogénico de la radiación de
longitud de onda
I ( )μ Intensidad del sol en la longitud de onda
Abs ( )μ Absorbancia de la solución en la longitud de
onda
La relación entre el efecto eritemogénico y la intensidad de
la radiación de cada longitud de onda es una constante
determinada por Sayre et al. (1980) 51 como se observa en
la Tabla 3.
38
Tabla 3: Constante determinada por Sayre et al. (1980) 51.
Longitud de onda (ηm)
290 295 300 305 310 315 320 TOTAL
�� � � � � 0,0150 0,0817 0,2874 0,3278 0,1864 0,0839 0,0180 1,000
2.2.2.5. ANTIOXIDANTES EN FOTOPROTECCIÓN
La exposición crónica a la RUV produce efectos
secundarios en la piel por la formación de ERO, como el
envejecimiento prematuro, la reducción de la capacidad de
respuesta inmunitaria y cáncer. Debido a esto la piel
presenta mecanismos de defensa antioxidante, que podría
verse afectada por las ERO cuando los mecanismos de
defensa están desequilibrados generando así estrés
oxidativo que daña las membranas celulares, proteínas,
carbohidratos y ácidos nucleicos, promoviendo su
oxidación. Los filtros solares inorgánicos y orgánicos se
añaden a las formulaciones fotoprotectoras con la finalidad
de proteger a la piel contra la RUV 4.
Los protectores solares actualmente comercializados
tienden a ofrecer mayor protección UVB que UVA. Estos
no ofrecen una protección adecuada contra las ERO
inducidas por la radiación UVA. Haywood R, et al. (2003) 52
ha demostrado que los filtros solares con protección UV de
amplio espectro sólo reducen la formación de radicales
39
libres en un 55%. Por lo tanto, la administración tópica de
antioxidantes puede proporcionar un beneficio adicional
para complementar la fotoprotección de los filtros UV. Un
estudio realizado por Matsui M, et al. (2009) 53 demostró
que después de la exposición a la RUV el grupo de
personas que había utilizado un protector solar con FPS 25
en combinación con antioxidantes (cafeína, vitamina E,
vitamina C, aceite esencial de manzanilla) tuvo una
reducción del 17% de MMP-1 en comparación con las
personas que sólo usaron protector solar FPS 25. Wu Y, et
al. (2011) 54 utilizaron un estudio similar y encontraron que
el grupo de personas que usó protector solar más
antioxidantes tenía una protección significativa contra la
inducción de MMP-9, formación de pigmentos y
marcadores asociados con la hiperproliferación
epidérmica, en comparación con el grupo de aplicación de
protector solar sólo. Estos datos complementan el
creciente conocimiento de que los antioxidantes pueden
agregar valor a los protectores solares, pero se necesita
más investigación in vivo para determinar los antioxidantes
ideales a usar en formulaciones de protección solar 55.
40
Por esta razón se empezaron a usar los cosméticos
booster UV, en formulaciones de protección solar. Por
definición, los cosméticos booster son potenciadores de
otros cosméticos que se utilizan para cubrir necesidades
puntuales de la piel: existen los que tienen vitamina C que
actúan como reafirmantes, con efecto detoxificante, anti-
edad, iluminadores o prolongadores del bronceado, por
citar algunos ejemplos. El potenciador UV permite reducir
el contenido de compuestos sintéticos en protectores
solares mejorando su absorción en la radiación UV. Sin
embargo, la eficacia de los compuestos bioactivos en los
cosméticos está relacionada con su concentración en la
formulación 56.
Los fitoantioxidantes son agentes naturales, con
propiedades antioxidantes, antiinflamatorias,
antimutagénicas, anticancerígenas e inmunomoduladores
y tienen la capacidad de ejercer efectos inhibitorios
significativos sobre diversos procesos celulares y
moleculares. La Figura 3 muestra la clasificación de los
fitoantioxidantes 57.
41
Figura 3: Los fitoantioxidantes representan una larga familia de moléculas: polifenoles y terpenos con subcategorías incluyendo flavonoides, estilbeno, carotenoides y aceites
esenciales 57.
El uso de estos compuestos es una estrategia útil, debido
a algunas limitaciones de los filtros UV orgánicos que se
caracterizan por su estrecho espectro de protección y baja
fotoestabilidad. El amplio uso de las plantas medicinales,
en combinación con la tendencia reciente de "productos
naturales" y los numerosos informes sobre la bioactividad
de los polifenoles provocó la publicación de una serie de
informes científicos y patentes que muestran su carácter
beneficioso en fotoprotección, siendo los productos
FITOANTIOXIDANTES
POLIFENOLES TERPENOS
ESTILBENO ACEITES ESENCIALES
Catequina
Quercetina
Resveratrol Licopeno
Β-Caroteno
Carnosol
Ácido carnósico
FLAVONOIDES CAROTENOIDES
42
naturales una estrategia simple pero muy eficaz para la
protección de la piel 58, 59.
En la Tabla 4 se muestran ejemplos de compuestos
antioxidantes naturales y sus beneficios al incorporarse en
formulaciones tópicas 55.
FLAVONOIDES
La producción de metabolitos secundarios como los
flavonoides en las plantas no sólo depende de la regulación
genética, sino también de factores ambientales. Estos
factores pueden actuar como desencadenantes para
aumentar la producción de compuestos bioactivos en las
plantas. Uno de estos factores es la radiación UVB que
puede inducir estrés fotobiológico, afectar el crecimiento y
desarrollo, activar el sistema de defensa e inducir la
producción de metabolitos secundarios en las plantas,
principalmente los compuestos fenólicos 60, 61.
43
Tabla 4: Beneficios de los antioxidantes en formulaciones tópicas 55.
COMPUESTO ANTIOXIDANTE
FUENTES CRITERIOS CLÍNICOS DE
VALORACIÓN ESTUDIADOS
Vitamina C Frutas, vegetales Eritema, inmunosupresión y fotoenvejecimiento.
Vitamina E Aceite vegetal, semillas, frutos secos, carnes
Eritema, fotoenvejecimiento, inmunosupresión y fotocarcinogénesis
Vitamina A (retinoles, carotenoides)
Frutas coloreadas y vegetales (ej.
tomates, camotes, maíz, trigo y soja).
Fotoenvejecimiento
Selenio Maíz, trigo y soja. Eritema, fotocarcinogénesis
Silimarina Cardo mariano. Fotocarcinogénesis e inmunosupresión.
Polifenoles de té verde (epicatequina,
epigalocatequina-3-galato epicatechin-3-galato,
epigalocatequina)
Fracciones aisladas de té.
Eritema, inmunosupresión, fotoenvejecimiento y fotocarcinogénesis.
Las isoflavonas de soja (genisteína, daidzeína,
equol)
Soja, trébol rojo, gin biloba.
Eritema, fotoenvejecimiento, inmunosupresión y fotocarcinogénesis.
Ácido cafeico (ácido ferúlico, éster fenetil de
ácido cafeico)
Granos de café, propoleo, semillas.
Eritema, inmunosupresión y fotocarcinogénesis.
Apigenína Frutas, vegetales de hoja, te y vino
Fotoenvejecimiento, fotocarcinogénesis
Extracto de Polypodium leucotomos
Plantas de helecho tropical (Polypodium
leucotomos) Eritema, fotoenvejecimiento
Pycnogenol Extracto de corteza de pino marítimo
Inflamación e inmunosupresión.
Resveratrol Piel y semillas de
uvas, nueces, frutas, vino tinto.
Eritema y fotocarcinogénesis.
44
Los polifenoles son compuestos importantes en las plantas
porque constituyen una gran clase de metabolitos
secundarios en los que están incluidos los flavonoides,
ácidos fenólicos, taninos, lignanos y cumarinas 62, 63.
Eichholz, I. et al, (2012) 64 evaluó el efecto positivo de la
radiación UVB en la producción de flavonoides en
diferentes especies botánicas. Concluyendo que los
flavonoides son uno de los compuestos que contribuyen a
la resistencia y protección de las plantas frente a la
radiación UV.
Resalta también las propiedades antioxidantes que se le
atribuye a los flavonoides que generalmente se encuentran
en las plantas como derivados glicosilados, estos
metabolitos secundarios confieren protección a las plantas
ya que capturan las ERO, protegiéndolas de la oxidación
generada por la radiación UV. La actividad antioxidante de
los flavonoides es por la conformación estructural que
presentan, donde los grupos hidroxilo fenólicos están
unidos a estructuras de anillo y pueden actuar como
agentes reductores, donadores de hidrógeno,
desactivadores de oxígeno singlete, eliminadores de
radicales superóxido e incluso como quelantes
metálicos65.
45
Otra propiedad importante de los flavonoides es que
activan las enzimas antioxidantes, reduciendo radicales
como el α-tocoferol, que inhibe las oxidasas, mitiga el
estrés nitroso y aumenta los niveles de ácido úrico 65.
Por todo ello estos metabolitos han recibido especial
atención debido a su acción preventiva frente a
enfermedades asociadas con el estrés oxidativo 63,66.
La demanda de extractos ricos en flavonoides activos se
ha convertido en un paso importante para el
descubrimiento de nuevas moléculas activas en
fotoprotección humana. Esto se debe a su similitud
estructural con los filtros químicos que lo hacen susceptible
a la absorción de la radiación en la región ultravioleta. Los
extractos de plantas ricos en flavonoides son capaces de
absorber la luz ultravioleta, usualmente dos picos máximos
de absorción ultravioleta en las regiones UVB y UVA, lo que
da lugar a la posibilidad de utilizar estos extractos en el
desarrollo de formulaciones de protección solar 12.
46
2.2.3. Lepidium meyenii “maca”
2.2.3.1. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA
Según los botánicos Soukup (1986); Mc. Bride (1988);
Hutchinson (1979), la posición taxonómica de la “maca”
(Lepidium meyenii) es la siguiente: la clase determinada es
Magnoliopsida y la sub-clase Arquiclamideas. Pertenece al
orden de las Rohedales, y se circunscribe dentro de la
familia de las Brassicaceae (Crucíferas) 67.
Dentro de la familia Brassicaceae (Crucíferas), Lepidium es
el género más grande, con 150 a 175 especies. Éste
género tiene una distribución mundial, con excepción de la
Antártida, pero está restringido a regiones tropicales y
subtropicales, mayormente altas montañas. El género
Lepidium tiene probablemente su origen en el área
mediterránea, donde se encuentra la mayor parte de las
especies diploides. La revisión más reciente de las
especies sudamericanas fue realizada por Hitchcock, quien
reconoce 42 especies y en el Perú se reconocen 14
especies del total. Al menos seis especies silvestres,
además de L. meyenii, han sido reportadas para el centro
de Perú 68.
47
2.2.3.2. DESCRIPCIÓN DE LA ESPECIE BOTÁNICA
La maca es una planta herbácea, bianual, en forma de
roseta, tallo corto con un órgano subterráneo, formado por
la parte inferior del hipocótilo y la raíz principal 69.
El hipocótilo, napiforme axonomorfo (Figura 4), integrada a
una raíz gruesa con numerosasas raíces laterales
absorbentes, se vuelve carnoso en el periodo vegetativo (8
a 9 meses), almacenando nutrientes. Hojas compuestas
con vaina ensanchada y limbo compuesto de 6 a 9 cm. Las
hojas basales son pinnatífidas y caulinares. La
inflorescencia es en forma de racimo axilar, flores blancas
con sépalos de color verde y violeta; son hermafroditas y
actinomorfas, con 2 estambres y un ovario bicarpelar. Los
frutos silículas con dos semillas, de color naranja o amarillo
70.
Figura 4: Raíces tuberosas y partes de maca amarilla, roja y negra seca 71.
48
2.2.3.3. UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y ADAPTABILIDAD
Maca (Lepidium meyenii) es el único vegetal crucífero
nativo de las Américas que crece en los ecosistemas de la
región Suni y Puna del Perú 72.
La maca es oriunda de los Andes centrales del Perú cuya
extensión geográfica corresponde a las provincias de
Pasco del departamento de Pasco y a las provincias de
Junín, Tarma, Jauja, Concepción y Huancayo del
departamento de Junín 73. Éstas zonas están ubicadas a
4000 y 4450 msnm y se caracterizan por tener
temperaturas promedios entre 4 y 7°C, alta irradiación
solar, frecuentes heladas, vientos fuertes y suelos ácidos
(pH < 5) 74.
La radiación ultravioleta, particularmente los rayos UVA y
UVB, se incrementa en gran altura donde la prevalencia de
erupción de luz polimórfica se correlaciona con la altitud.
Según Gonzales et al. (2011) 14 algunos organismos como
las plantas han desarrollado sistemas para adaptarse a
esta mayor radiación. Por ejemplo, en diferentes
localidades de la provincia de Qinghai, China, se ha
demostrado que el contenido de alcaloides totales de una
planta que crece a estas alturas (Meconopis
quintuplinervia) aumentó con la elevación y no con la
49
latitud. Spitaler et al. (2006) 75 mostró el contenido de
metabolitos secundarios en las flores de Arnica montana a
diferente altitudes. A medida que la altitud aumentó de 590
a 2230 msnm, la proporción de flavonoides con grupos
hidroxilo libres vecinos en el anillo B a flavonoides que
carecen de esta característica, aumentó significativamente
con la elevación. Estos autores sugieren que la función de
protección UVB y de eliminación de radicales libres por los
compuestos fenólicos es una característica importante
para la vida de las plantas en ambientes con radiación UVB
elevada. Para sobrevivir a este ambiente hostil la maca
también ha desarrollado adaptaciones que incluyen
protección frente a la RUV, y se ha demostrado que
previene el daño en la piel de ratas por RUV inducida 8.
2.2.3.4. ANTIOXIDANTES DE LA MACA
Contiene flavonoides del tipo flavonol: catequinas,
epicatequinas, galato epicatequina, epigalocatequina y
galato epigalocatequin, comparada con el té verde, la maca
tiene valores más bajos de flavonoides. También se ha
reportado según Lee K, et al. (2004)76 concentraciones de
quercetina.
Sandoval M, et al. (2002)72 demostró que la maca
degradaba los radicales libres y protegía las células contra
50
el peróxido de hidrógeno al mantener la producción
intracelular de ATP estable. Los resultados indican que el
contenido de fitoquímicos de la maca tiene la habilidad de
aplacar peroxinitrilos, el cual es producido fisiológicamente
por inflamación crónica. Debido a la capacidad de disminuir
los efectos deletéreos de la excesiva producción de ERO
la maca tiene un efecto citoprotector. Estudios indican que
la maca podría mantener el balance entre oxidantes y
antioxidantes.
Los valores encontrados en el estudio de antioxidantes de
Carrión et al. (2009) 77 son muy superiores a los reportados
por Sandoval M, et al. (2002) 72 (71% a una concentración
de 3 mg/L en el extracto acuoso de hipocótilos de maca),
el porcentaje de inhibición del radical DPPH, del extracto
acuoso de maca morada es mayor (91% a una
concentración de 300 g/mL) en comparación con la maca
blanca (83%) y amarilla (78%). Los polisacáridos de la
maca también muestran gran actividad antioxidante,
atrapando los radicales hidroxilos (52.9%) y superóxidos
(85.8%) en una concentración de 2.0 mg/mL 78.
Gonzales, C. et al, (2011)14 (2008)8 realizaron dos
investigaciones demostrando la actividad fotoprotectora del
Lepidium meyenii “maca” afirmando se debía a sus
51
antioxidantes, primero realizó extractos hidroalcohólicos de
las hojas de tres ecotipos y lo administró en la piel de
ratones expuestos a rayos UVB. Las tres variedades
presentaron actividad antioxidante y previnieron el
desarrollo de las quemaduras de las células, hiperplasia
epidermal, infiltración leucocitaria y otras alteraciones
producidas por los rayos UVB; así también estudiaron la
actividad fotoprotectora de los hipocótilos en ratas,
administrando de forma tópica el extracto y sometiendo la
piel a exposición UVA, UVB y UVC, el extracto acuoso de
maca mostró un efecto dosis-dependiente con mejores
efectos que el observado por un protector solar comercial.
La maca fue capaz de prevenir el aumento de la altura
epidérmica después de la exposición a los rayos UV.
52
III. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS
Extracto hidroglicólico de la raíz de Lepidium meyenii “maca” (3 QP, Perú);
Booster de aceite de Argania spinosa kernel “argán”, tocoferol acetato y
bisabolol (SunBoost ATBTM Natural) (Kobo, EE.UU.); 2,2-difenil-1-
picrilhidrazilo (DPPH) (Merck, Alemania); ácido clorhídrico conc. (Merck,
Alemania); tiras de magnesio (Merck, Alemania); cetearil alcohol y sodio
cetearil sulfato (Lanette N) (Basf, México); vaselina líquida (Sonneborn,
EE.UU.); isononil isonanoato (Seppic, EE.UU.); benzofenona-3 (Sinobest,
China); imidazonil úrea (Salicylates and Chemicals, India); placa silicagel
60 GF254 (Merck, Alemania); acetato de etilo (Merck, Alemania); metanol
(Merck, Alemania).
3.2. METODOLOGÍA
El presente trabajo de investigación es un estudio de tipo experimental,
analítico. Es experimental porque se asignó el factor de estudio y se
controló de forma deliberada para los fines de la investigación. Es analítico
porque se centra en una relación causa – efecto, se valora el efecto (la
actividad fotoprotectora) y se comparan formulaciones entre el objeto de
estudio (extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca”) y una
formulación control (booster). Se asume que los grupos comparados son
similares en todas las características que pueden influir en el resultado,
excepto por la actividad que se quiere evaluar.
53
3.3. ANÁLISIS PRELIMINARES
3.3.1. SCREENING FITOQUÍMICO
La detección preliminar de los metabolitos secundarios presentes en
el extracto de Lepidium meyenii “maca”, se realizó mediante la
marcha fitoquímica de Olga Look 79, 80, basada en la extracción con
solventes y pruebas de coloración. (Anexo 1)
3.3.2. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA (CCF)
Se utilizó placas comerciales de sílica gel 60 GF 254 MERCK, de 10
cm x 10 cm x 0.25 mm. Las placas se desarrollan en el sistema de
fase móvil de Acetato de etilo: Metanol: Agua (100:13.5:10). Se
utilizó una técnica ascendente con desarrollo simple. El extracto
hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca”, fue evaporado hasta
sequedad y luego se reconstituyó con metanol para su posterior
sembrado en la placa cromatográfica. Se usó como solución
reveladora tricloruro férrico en solución etanólica. Para la
identificación de las manchas se utilizó una lámpara UV con
posibilidad de hacer observaciones de fluorescencia a 254 y 366 ηm.
Se determinó el valor del Rf de cada componente 79, 81, 82.
3.3.3. ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE in vitro
Se realizó mediante el método de barrido de radicales libres 2,2-
difenil- 1-picrilhidrazilo (DPPH) según lo descrito por Brand-Willams
et al. (1995) 83.
54
El DPPH se caracteriza por ser un radical estable gracias a la
deslocalización de su electrón libre, tiene color violeta oscuro que
posee una banda de absorción de 520 ηm aproximadamente cuando
se encuentra disuelto en metanol 83.
Cuando una solución de DPPH se mezcla con una solución
donadora de protones como un antioxidante, el radical se reduce
perdiendo la intensidad de color y su absorbancia.
Se preparó la solución stock de DPPH 20 mg/L utilizando como
disolvente metanol, posteriormente ésta solución fue ajustada a 0,7
± 0,01 de absorbancia en un espectrofotómetro Agilent Cary 454 a
517 ηm. El extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca”, fue
evaluado por triplicado, a concentraciones de 1%, 2%, 4%, 5%, 8%,
10%, 12% y 16%, utilizando como estándar el booster de Argania
spinosa “argán”, tocoferol acetato y bisabolol a las mismas
concentraciones. La absorbancia a 517 ηm fue determinada 30
minutos después de iniciada la reacción. (Anexo 2)
Tabla 5: Esquema de trabajo para el ensayo de antioxidantes (DPPH).
Blanco de muestra
Patrón de referencia
Muestra o estándar
Metanol 1 500 L 750 L ---
Muestra 750 L --- 750 L
DPPH --- 1 500 L 1 500 L
55
Se calculó el % de inhibición (% Inh) de acuerdo a la siguiente
formula:
% � ℎ = [ − (� − �� )]
Donde:
A1: Absorbancia de la muestra o estándar
A2: Absorbancia del blanco de muestra
A3: Absorbancia del patrón de referencia
Considerando especialmente que los resultados experimentales se
expresan como el valor IC 50, es decir, la concentración de la
muestra problema que produce una inhibición del 50% del radical
libre DPPH. En tal sentido, podemos considerar que el valor IC 50
es dependiente de la concentración del DPPH, así como, de la
naturaleza del compuesto antioxidante 83.
3.4. FORMULACIÓN DE LA CREMA DE PROTECCIÓN SOLAR
En un beaker se añadió la cantidad de agua indicada en la fórmula luego
se agregó glicerina, se mezcló a 2400 RPM durante 5 minutos y se calentó
hasta 70º-75º C. En otro beaker se colocó el cetearil alcohol y sodio cetearil
sulfato (Lanette N) la cual actuó como cera autoemulsificante dentro de la
formulación; luego se añadió la vaselina líquida y el isononil isonanoato,
para actuar como emolientes; y finalmente se agregó la benzofenona-3,
desempeñando la función de filtro solar UVB. Todo lo anterior se mezcló,
homogeneizó lentamente hasta completa incorporación y disolución de
56
cada uno de los componentes a 3200 RPM durante 10 minutos, a
continuación se procedió a calentar hasta 70-75 ºC. A 75 ºC, se agregó los
componentes de ambos beaker, la fase oleosa sobre la fase acuosa bajo
agitación constante a 4500 RPM durante 10 minutos. Luego de enfriarse
hasta una temperatura de 45 ºC, se añadió imidazonil úrea a todas las
formulaciones, el extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” para
las formulaciones F2, F3 y F4 y el booster de Argania spinosa “argán”,
tocoferol acetato y bisabolol, para las formulaciones F5, F6 y F7; se
homogeneizó hasta incorporación total. Finalmente, se enfrió con agitación
constante a 2400 RPM durante 5 minutos hasta 40º C. (Anexo 3)
57
Tab
la 6
: C
ompo
sici
ón c
uali-
cua
ntita
tiva
de la
cre
ma
con
el e
xtra
cto
hidr
oglic
ólic
o de
Lep
idiu
m m
eyen
ii “m
aca”
y e
l boo
ste
r.
*
58
*DETALLE DE LAS FORMULACIONES:
Sólo filtro F1 Base + Filtro
Extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca”
F2 Base + Filtro + Maca (1%)
F3 Base + Filtro + Maca (5%)
F4 Base + Filtro + Maca (10%)
Booster de Argania
spinosa “argán”, Tocoferol acetato y
Bisabolol
F5 Base + Filtro + Booster (1%)
F6 Base + Filtro + Booster (5%)
F7 Base + Filtro + Booster (10%)
3.5. ACTIVIDAD FOTOPROTECTORA UVB
El factor de Protección Solar (FPS) de las formulaciones elaboradas se
determinó siguiendo la metodología in vitro descrita por Mansur et al.
(1986) 50.
Para obtener las diluciones a una concentración de 0.2mg/mL se pesó 1.0
g de las formulaciones y se transfirió a un matraz aforado de 100 mL, se
agregó 50 mL de etanol, se agitó durante 5 minutos, y luego se diluyó a
volumen con etanol, se homogeneizó y luego se filtró descartando los
primeros 10 mililitros. Se tomó una alícuota de 5.0 mL del filtrado se
transfirió a un matraz aforado de 50 mL y se diluyó a volumen con etanol.
Luego una alícuota de 5 mL de la última dilución se transfirió a un matraz
aforado de 25 mL y se llevó a volumen con etanol. Las absorbancias de las
soluciones se determinaron en el rango de 290 a 320 ηm, con intervalos de
5 ηm utilizando una cubeta de cuarzo de 1 cm. Los análisis fueron
realizados por triplicado y el FPS fue calculado de acuerdo con la ecuación
desarrollada por Mansur et al. (1986) 50. (Anexo 4)
59
3.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
La normalidad de los datos muestreados fue analizada mediante la prueba
de Shapiro Wilk. Los datos se presentaron como la media +/- desviación
estándar. La diferencia entre los grupos tratados se determinó mediante el
análisis de varianza (ANOVA) complementado con el test de Student (para
un par de grupos) y Tuckey (para grupos de 3 a más), considerándose
significativo p<0,05. Todo el procedimiento se realizó con el programa
SPSS (Stadistical Package for Socials Sciences), versión 21.0 en español.
60
IV. RESULTADOS
4.1. PRUEBAS PRELIMINARES
4.1.1. SCREENING FITOQUÍMICO
Tabla 7: Screening fitoquímico del extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii ”maca” a 25 °C.
METABOLITO SECUNDARIO
REACCIÓN OBSERVACIÓN RESULTADO
Alcaloides
Dragendorff Precipitado rojo +++
Mayer Precipitado
blanco +++
Flavonoides Shinoda Coloración roja +++
Compuestos fenólicos
Tricloruro férrico Coloración verde ++
Azúcares Molish (Alfa
naftol) Coloración violeta +++
Compuestos amínicos
Ninhindrina Amarillo-anaranjado
+++
Taninos Gelatina Turbidez +
Esteroides triterpénicos
Liebermann-Burchard
Coloración azul-morado +++
Antraquinonas Bortranger Amarillo-anaranjado
+
Leyenda: No se evidencia presencia (-); Presencia de trazas (+); Presencia
moderada(++); Presencia abundante (+++)
Sobresalen constituyentes como flavonoides, compuestos fenólicos,
alcaloides y azúcares. Esto es un indicador favorable y preliminar de
los principales efectos que el extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca” presenta. Moderada presencia de compuestos
fenólicos y leve presencia de taninos y antraquinonas. (Anexo 1)
61
4.1.2. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA
Tabla 8: Identificación por Cromatografía de Capa Fina (CCF).
MÉTODO CROMATOGRAFÍA EN CAPA
FINA
SISTEMA DE SOLVENTES Acetato de etilo: metanol: agua (100: 13,5: 10)
MUESTRA Extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca”
REVELADOR Tricloruro férrico
Rf
ST. Quercetina 0.6
MP Extracto de maca 0.62
Rf: frente de referencia.
= � � � �ó� � � ℎ
Se realizó el análisis cromatográfico al extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii “maca” para la identificación de metabolitos
secundarios obteniendo una reacción positiva frente al revelador
tricloruro férrico indicando la presencia de compuesto fenólicos. Los
frente de referencia obtenidos del estándar de quercetina y el
extracto de maca confirman que el extracto contiene flavonoides.
62
4.1.3. ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE in vitro
Tabla 9: Actividad antioxidante del extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y el booster.
MUESTRA CONCENTRACION (%)
% INHIBICIÓN IC50
Extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca”
1 6.54
14.85%
2 8.49
4 16.02
5 18.96
8 28.99
10 35.93
12 38.00
16 54.70
Booster
1 27.05
6.06%
2 30.74
4 38.83
5 48.32
8 61.48
10 69.31
12 78.51
16 85.76
Se observó una relación entre la concentración de extracto y la
actividad antioxidante, en la Tabla 9 se observa la capacidad
antioxidante obtenida en las diferentes concentraciones de 1%, 2%,
4%, 5%, 8%, 10%, 12% y 16% del extracto en estudio comparada
con el booster a iguales concentraciones. El mayor porcentaje de
actividad antioxidante la tiene el booster con 85,76% al 16% de
concentración, en contraste, la maca sólo alcanza un 54,7% de
actividad.
63
Figura 5: Curva de concentración de la actividad antioxidante del extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” frente al booster.
El IC 50 se obtuvo mediante regresión lineal en la curva de
concentración frente a la actividad antioxidante (Figura 5) y se
obtuvo 14,85% para el extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca” y 6,06% para el booster.
4.2. CONTROL DE CALIDAD DE LAS FORMULACIONES
Se analizó aspecto, pH y viscosidad en las formulaciones. El aspecto fue
de una crema homogénea, el color de F1 fue blanco, las demás
formulaciones (F2, F3, F4, F5, F6 y F7) presentaron un color blanco a
ligeramente amarillo. La viscosidad se midió con el spindle 6 a 20 RPM
durante 1 minuto a una temperatura de 22,4° C; el resultado para las
cremas a base de extracto fue de 33500 cP y las cremas formuladas con
booster de 33800 cP. El pH de todas las formulaciones se encontró dentro
del rango 6,91-6,96 ; ideal para formulaciones tópicas de acuerdo al pH de
la piel.
y = 3.1634x + 3.0188R² = 0.9931
y = 4.1936x + 24.596R² = 0.974
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
% A
ctiv
idad
an
tio
xid
ante
Concentraciones %Series1 Series2Maca Booster
64
4.3. ACTIVIDAD FOTOPROTECTORA UVB
A través del método de ANOVA se demostró diferencia significativa entre
las medias de FPS de todas las formulaciones (p=0,000). La tabla 10
muestra la comparación de medias de FPS de las formulaciones con
extracto (F2, F3 y F4) y booster (F5, F6 y F7) frente a la formulación sólo
con filtro (F1) (4,96±0,00) con la prueba de Tuckey, observándose
diferencia significativa de todas ellas con respecto a F1.
Tabla 10: Comparación de las medias de FPS entre las cremas formuladas con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F2, F3, F4) y las cremas
formuladas con booster (F5, F6, F7) frente a la crema sólo con filtro (F1).
N FPS (Media) Desviación estandar
ANOVA Prueba de Tuckey (p)
F1 3 4,960 0,001
0,000*
-
F2 3 5,202 0,001 0,000*
F3 3 6,496 0,003 0,000*
F4 3 8,354 0,006 0,000*
F5 3 6,346 0,000 0,000*
F6 3 8,734 0,005 0,000*
F7 3 9,731 0,012 0,000*
Dónde:
N: Número de muestras analizadas *p < 0.05 :Diferencia significativa
65
Figura 6: Comparación de la actividad fotoprotectora de las siete cremas formuladas.
Donde:
Sólo filtro F1 Base + Filtro
Extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii “maca”
F2 Base + Filtro + Maca (1%)
F3 Base + Filtro + Maca (5%)
F4 Base + Filtro + Maca (10%)
Booster de Argania spinosa
“argán”, Tocoferol acetato y Bisabolol
F5 Base + Filtro + Booster (1%)
F6 Base + Filtro + Booster (5%)
F7 Base + Filtro + Booster (10%)
Se demuestra que el extracto y booster tienen actividad fotoprotectora. La
Figura 6 presenta los datos obtenidos de FPS comparando los niveles de
cada formulación, se observa el incremento de todas las formulaciones con
respecto a F1.
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7
4.965.20
6.50
8.35
6.35
8.73
9.73
Med
ia d
el F
PS
66
En la tabla 11 se compara la media del FPS de F2 (5,202±0,002) con la
media del FPS de F5 (6,346±0,001). Se encontró diferencia significativa
entre F2 frente a F5 para un nivel p<0,05 observándose mayor media de
FPS en F5.
Tabla 11: Comparación de las medias de FPS entre la crema formulada con 1% de extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F2) frente a la crema
formulada con 1% de booster (F5).
N Media Desviación estándar
t (p)
F2 3 5,202 0,001 0,000*
F5 3 6,346 0,000
Dónde:
N: Número de muestras analizadas t: test de student
*p < 0.05 Existe diferencia significativa
En la tabla 12 se aprecia que la media de FPS en F3 es 6,496±0,003 y la
media del FPS en F6 es de 8,734±0,005. Se encontró diferencia
significativa entre F3 frente a F6 para un nivel p<0,05 observándose mayor
media de FPS en el grupo de F6.
Tabla 12: Comparación de las medias de FPS entre la crema formulada con 5% de extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F3) frente a la crema formulada
con 5% de booster (F6).
N Media Desviación estándar
t (p)
F3 3 6,496 0,003 0,000*
F6 3 8,734 0,005
Dónde:
N: Número de muestras analizadas t: test de student
*p < 0.05 Existe diferencia significativa
67
Al comparar la media de FPS de F4 (8,354±0,006) con la media de FPS de
F7 (9,731±0,012). Se encontró diferencia significativa en el grupo F4 frente
a F7 para un nivel p<0,05 observándose mayor media de FPS en el grupo
de F7 como muestra la Tabla 13.
Tabla 13: Comparación de las medias de FPS entre la crema formulada con 10% de extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F4) frente a la crema formulada
con 10% de booster (F7).
N Media Desviación
estándar t (p)
F4 3 8,354 0,006 0,000*
F7 3 9,731 0,012
Dónde:
N: Número de muestras analizadas t: test de student
*p < 0.05 Existe diferencia significativa
Los niveles del FPS alcanzados a las concentraciones de 1%, 5% y 10%
por el extracto y el booster en las cremas formuladas tienen una tendencia
FPS dependiente de la concentración como muestra la Figura 7.
68
Figura 7: Comparación de las medias de FPS de las cremas formuladas con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y las formuladas con booster al 1%, 5% y
10%.
En la Tabla 14 se muestra el aumento significativo de FPS al adicionar
mayor concentración de extracto siendo la media del FPS de F4 mayor
significativamente (p<0,05) que la media de FPS de F3 y mayor
significativamente (p<0,05) que la media de FPS de F2.
Tabla 14: Comparación de las medias de FPS entre las cremas formuladas con extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” (F2, F3 y F4).
N Media Desviación estándar F
Prueba de Tukey (p)
F2 F3 F4
F2 3 5,202 0,001
P=0,00*
p=0,000* p=0,000*
F3 3 6,496 0,003 p=0,000*
F4 3 8,354 0,006
Dónde:
N: Número de muestras analizadas
*p < 0.05 Existe diferencia significativa
5.202
6.497
8.3546.347
8.7349.731
0.000
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
1% 5% 10%
Me
dia
de
l F
PS
CONCENTRACIONES
F2
F5
MACA
Booster
69
Se encontró que la media del FPS de F7 es mayor significativamente
p<0,05 que la media del FPS de F6 y mayor significativamente p<0,05 que
la media del FPS de F5. Es decir que había un aumento significativo de
FPS al adicionar mayor concentración de booster como muestra la tabla
15.
Tabla 15: Comparación de las medias de FPS entre las cremas formuladas con booster (F5, F6 y F7).
N Media Desviación estándar F
Prueba de Tukey (p)
F5 F6 F7
F5 3 6,347 0,001
P=0,00*
p=0,000* p=0,000*
F6 3 8,734 0,005 p=0,000*
F7 3 9,731 0,012
Dónde:
N: Número de muestras analizadas
*p < 0.05 Existe diferencia significativa
70
V. DISCUSIÓN
Se evaluó la capacidad antioxidante del extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca” por el método de barrido de radicales libres 2,2-difenil- 1-
picrilhidrazilo (DPPH). Se observa una relación proporcional entre la
concentración de extracto y su capacidad antioxidante in vitro, tal como se
muestra en la Tabla 9, es decir al aumentar la concentración de extracto también
aumenta la capacidad antioxidante En la figura 5, se muestra la capacidad
antioxidante obtenida a diferentes concentraciones para el extracto y el booster.
A una concentración de 16% de extracto de maca; se obtuvo un 54,70% de
captación de radical libre comparado con el booster, el cual presentó una
capacidad antioxidante de 85,76%, para asegurar la exactitud y confiabilidad
estadística del método de DPPH a partir de la gráfica concentración frente a
absorbancia (Figura 5) se determinó mediante el modelo de regresión lineal, el
valor del IC 50, que es la concentración necesaria causante del 50% de la
inhibición de la absorbancia 84.
Un valor bajo del IC 50 significa una mayor actividad antioxidante. A partir de los
resultados obtenidos se puede indicar que el booster obtuvo un valor de 6,06 %
y el extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” un valor de IC 50 de
14,85%. Comparativamente el valor del IC 50 de la maca es 2,3 veces mayor
que el IC 50 del booster ya que este es una mezcla de tres componentes con
actividad antioxidante (INCI: Argania spinosa kernel “argán”, tocoferol acetato y
bisabolol). (Anexo 5)
71
Sandoval et al. (2002) 72 también evaluó la capacidad antioxidante de la maca
mediante el método de DPPH, obteniendo un IC 50 de 0.61mg/mL. Realizó la
identificación y cuantificación del contenido de flavonoides en maca por el
método de HPLC en fase reserva, atribuyéndole la actividad antioxidante a las
catequinas, epicatequinas, epicatequinas galato, epigalocatequinas y
epigalocatequinas galato encontradas en el extracto. Caicai et al. (2017) 85
determinó que existe actividad antioxidante en las hojas de maca debido a la
presencia de polisacáridos. Otros estudios como el de Zha et al. (2014) 78
demuestran que los polisacáridos de la maca también tienen actividad
antioxidante y pueden ser una fuente de metabolitos activos.
Según los resultados del screening fitoquímico preliminar (Tabla 7), serían los
flavonoides, compuestos fenólicos y los polisacáridos los responsables de la
actividad antioxidante. En el screening fitoquímico del extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii “maca” (Tabla 7) se evidenció la elevada presencia de
flavonoides, alcaloides, azúcares, compuestos amínicos y esteroides
triterpénicos; moderada presencia de compuestos fenólicos y leve presencia de
taninos y antraquinonas 79, como se identificó en estudios previos 86, 87, 88, 89.
Teniendo en cuenta que los flavonoides son los metabolitos secundarios a los
cuales se les atribuye sinergismo con los filtros solares 4, 5, 10, 11. Otros autores
afirman que las propiedades biológicas del Lepidium meyenii “maca” se
relacionan con los metabolitos identificados en el extracto analizado 87, 90, 91, 92.
Se realizó el análisis cromatográfico en capa fina (CCF), usando como estándar
quercetina. Se obtuvo un Rf similar al del estándar, debido a que el extracto se
72
encuentra en un medio estabilizado; y se evidenció la presencia de una fracción
fluorescente frente a la luz UV 93.
Las medias de FPS analizadas cumplen con la Prueba de Shapiro Wilk (análisis
de normalidad), a partir de ello se realizaron los análisis estadísticos de
comparaciones pareadas con el test de Student y múltiples con la Prueba de
Tuckey. Se acepta la hipótesis que el extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca” en una crema de protección solar tiene actividad fotoprotectora, porque
se observa un aumento del FPS de las formulaciones que contenían el extracto
(F2, F3 y F4) en comparación con la fórmula que sólo contenía filtro solar (F1).
La tabla 10 muestra los valores de FPS de las formulaciones F2 (5,202±0,00),
F3 (6,496±0,00), F4 (8,354±0,00), F5 (6,346±0,00), F6 (8,734±0,00), y F7
(9,731±0,00) comparadas con F1 (4,960±0,00), siendo significativamente mayor
las formulaciones con extracto y booster con respecto a la formulación sólo con
filtro solar (p<0,05), ello demuestra que el extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca” tiene actividad fotoprotectora y se comprueba la actividad del
booster dando como resultado un aumento del FPS a las diferentes
concentraciones. Inocente, M. et al. (2014) 11 y Marquito, V. et al. (2012) 13
también demuestran actividad fotoprotectora en sus formulaciones a base de
productos naturales con actividad antioxidante. Según Agati et al. (2013) 12 se
debe a la similitud estructural de los filtros solares con los flavonoides, principal
componente de dar la función fotoprotectora al extracto 5.
Las tablas 11, 12 y 13 muestran una comparación realizada con el test de
Student, entre la actividad fotoprotectora de las cremas formuladas con maca
73
frente a las que contenían booster, (F2 con F5, F3 con F6 y F4 con F7), siendo
el FPS de las cremas con booster (F5, F6 y F7) significativamente mayor que las
cremas formuladas con el extracto (F2, F3 y F4). Este resultado se debe a los
componentes del booster (INCI: Argania spinosa kernel “argán”, tocoferol acetato
y bisabolol), mezcla de compuestos muy potentes como cromóforos. (Anexo 5)
84,94 A partir de estos resultados se observa que la formulación F7 (contiene 10%
de booster) tiene un FPS de 1,16 veces mayor que el de la fórmula F4 (contiene
10% de extracto de maca).
El extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” es un extracto estabilizado
que contiene los metabolitos secundarios en una mezcla de propanodiol y agua
(Anexo 6), las cremas formuladas con el extracto (F2, F3 y F4) muestran un FPS
por encima del FPS de la formulación sólo con filtro (F1) es decir los
componentes o metabolitos secundarios del extracto evaluado en éste trabajo
absorben parte del espectro UVB. Los componentes activos en la maca
responsables del efecto preventivo de la RUV está aún en estudio y se han
postulado algunos posibles mecanismos, sin embargo algunos autores atribuyen
a los compuestos fenólicos estas propiedades, como Gonzales, C. et al (2011)14
que concluyó en su investigación sobre maca que la fotoprotección observada
en su experimento se debió al contenido de fenoles totales cuando se le aplicó
como extracto en la piel de ratones expuestos a rayos UVB.
Otros autores han demostrado actividad fotoprotectora en plantas con
propiedades antioxidantes con el mismo método in vitro de Mansur. Silva, R et
al. (2016) 10 demostró la actividad fotoprotectora del extracto del epicarpio
74
(cáscara) de Spondias purpurea L. “ciruela” contra los rayos UVB, concluyendo
que sus resultados se deben a la gran cantidad de compuestos fenólicos entre
ellos los flavonoides, sustancias orgánicas fotoprotectoras capaces de absorber
la RUV y prevenir el daño oxidativo, con una formulación al 30% de extracto.
Inocente, M. et al (2014)11 demostró que el extracto de Myrciaria dubia Kunth
“camu camu” brinda una excelente alternativa para ser utilizado como sinergista
de los fotoprotectores en formulaciones cosméticas por poseer en su
composición antioxidantes como compuestos fenólicos y vitamina C. Los
compuestos fenólicos son producidos por plantas superiores que se protegen de
los diversos tipos de estrés como la RUV. Estos compuestos tienen la habilidad,
entre otras cosas, de reducir la hiperpigmentación producida por los rayos UVB.
Mediante la Prueba de Tuckey se determinó la diferencia significativa de los
valores de la media del FPS de las formulaciones a base de extracto (F2, F3 y
F4) entre sí, como lo describe la Tabla 14 al igual que la Tabla 15 que compara
las formulaciones formuladas con booster (F5, F6 y F7), obteniendo un aumento
significativo de la media del FPS por cada formulación (p<0,05). Este aumento
significativo evidencia una relación FPS dependiente de la concentración como
lo demuestra Costa, S. et al. (2015) 5 y Silva, R. et al. (2016) 10. A pesar que el
valor del FPS del booster es mayor que el extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca”, ésta investigación ha demostrado que los grupos cromóforos de
la maca absorben la radiación solar como algunos filtros solares y tienen la
capacidad de neutralizar los radicales libres generando una capacidad de
proteger a las células de la piel frente el daño oxidativo brindando así un efecto
fotoprotector 72.
75
VI. CONCLUSIONES
El extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” tiene actividad
antioxidante, produce una inhibición del 50% del radical libre DPPH, a una
concentración de 14,85% en comparación al booster de Argania spinosa
“argán”, tocoferol acetato y bisabolol a una concentración de 6,06%.
La crema de protección solar formulada con el extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii “maca” tienen actividad fotoprotectora, con una relación
FPS dependiente de la concentración, observándose un aumento
significativo del FPS, al igual que las formulaciones con el booster de
Argania spinosa “argán”, tocoferol acetato y bisabolol.
76
VII. RECOMENDACIONES
Realizar el ensayo de FPS in vivo (ISO 24444:2010) con la finalidad de
respaldar los resultados obtenidos de FPS in vitro.
Continuar con los ensayos de FPS in vitro en otro tipo de productos de
protección como lociones, geles o spray con el extracto hidroglicólico de
Lepidium meyenii “maca”.
Formular un booster a base del extracto hidroglicólico de Lepidium
meyenii “maca”.
77
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Manrique J, Ordoñez M. Manual de prevención de cancer de piel inducido
por la exposición prolongada a la radiación ultravioleta (RUV).
Departamento de promoción de la salud, prevención y control nacional del
cancer. Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas. Organismo
Público Ejecutor del Sector Salud. 2016.
2. Euromonitor Internacional. Beauty and Personal Care in Peru. Disponible
en: http://www.euromonitor.com/beauty-and-personal-care-in-peru/report
[consultado 10 Mar. 2017].
3. De Gálvez MV. Antioxidantes en fotoprotección, ¿realmente funcionan?
Actas Dermo- sifiliográficas. 2010; 101(3): 197-200.
4. Reis M, Guimarães S, Cerqueira-Coutinho C, et al. In vitro and in vivo
evaluation of efficacy and safety of photoprotective formulations
containing antioxidant extracts. Rev Bras Farmacogn. 2016; 26: 251-258.
5. Costa S, Detoni C, Branco C, et al. In vitro photoprotective effects of
Marcetia taxifolia ethanolic extract and its potential for sunscreen
formulations. Rev Bras Farmacogn. 2015; 25: 413–8.
6. Ferrari M, Oliveira M, Nakano A, et al. Determinação do fator de proteção
solar (FPS) in vitro e in vivo de emulsões com óleo de andiroba (Carapa
guianensis). Rev Bras Farmacogn. 2007; 17(4):626- 630.
7. Oré R, Huerta D, Sandoval M, et al. Actividad antioxidante in vitro de dos
extractos de raíces de ecotipo amarillo de Lepidium meyenii Walp (maca).
An Fac med. 2009; 70(1): s11.
78
8. Gonzales C, Gonzales G. Hypocotyls of Lepidium meyenii “maca”, a plant
of the Peruviam highlands, prevent ultraviolet A-, B-, and C- induced skin
damage in rats. Photodermatol Photoimmunol Photomed. 2008; 24(1): 24-
31.
9. Souza C, Campos P, Schanzer S. Radical scavenging activity of a
sunscreen enriched by antioxidants providing in the whole solar spectral
range. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 2017.
10. Silva R, Costa S, Branco C. In vitro photoprotective activity of the Spondias
purpurea L. peel crude extract and its incorporation in a pharmaceutical
formulation. Industrial Crops and Products (Brazil) 2016; (83):509-514.
11. Inocente M, Tomas G, Huamán M. Actividad antioxidante y fotoprotectora
in vitro de una loción y gel elaborados con extracto estabilizado de camu
camu (Myrrciaria dubia Kunth.). Revista Sociedad Química del Perú.
2014; 80(1): 65-76.
12. Agati G, Brunetti C, Di Ferdinando M, et al. Functional roles of flavonoids
in photoprotection μ New evidence, lessons from the past. Plant Physiol
Biochem. 2013;30:1–11.
13. Marquito V. Avaliação do fator de proteção solar em fotoprotetores
acrescidos com extratos da flora brasileira ricos em substâncias fenólicas.
Revista de Ciencias Farmaceuticas Básicas e Aplicada. 2012; 33(2): 225-
232.
14. Gonzales C, Rivera V, Chirinos A, et al. Photoprotection against the UVB-
induced oxidative stress and epidermal damage in mice using leaves of
the different varieties of Lepidium meyenii (maca). Int J Dermatol. 2011;
50(8): 928-938.
79
15. Camouse M, Santo D, Swain F. Topical application of green and white tea
extracts provides protection from solar-simulated ultraviolet light in human
skin. 2008; (18): 522-526.
16. Soares G, Furtado A, Ramos L, et al. Preparación de un protector solar y
evaluación de la accion fotoprotectora del propóleo verde del Vale de Aco,
Minas Gerais, Brasil. Boletin Latinoamericano y del Caribe de Plantas
Medicinales y Aromáticas. 2009; 8 (4): 282-288.
17. Abreu E. Determination of sun protection factor (SPF) of sunscreens by
ultraviolet spectrophotometry. Revista Brasileira de Ciencias
Farmaceuticas Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences 2004; 40 (3):
381-385.
18. Baron E, Suggs A. Introduction to Photobiology. Dermatol Clin. 2014;
32:255–66.
19. Greinert R, Vries E, Erdmann F, et al. European Code against Cancer 4th
Edition : Ultraviolet radiation and cancer. Cancer Epidemiol.
2015;39S:S75–S83.
20. Narayanan DL, Saladi RN, Fox JL. Ultraviolet radiation and skin cancer.
Int J Dermatol. 2010; 49:978–86.
21. Longo D, Fauci AS, Kasper DL, et al. Photosensitivity and other reactions
to light. Harrison’s principles of internal medicine. 18th edition. New Yorkμ
McGraw-Hill; 2011.
22. Polefka T, Meyer T, Agin P, et al. Effects of Solar Radiation on the Skin. J
Cosmet Dermatol. 2012;11:134–43.
23. Orazio JD, Jarrett S, Amaro A, et al. UV Radiation and the Skin. Int J Mol
Sci. 2013;14:12222–48.
80
24. Gonzáles M, Fuentes F, Vernhes M. El extracto acuoso de Cymbopogon
citratus protege al ADN plasmídico del daño inducido por radiación UVC.
Ars Pharmaceutica, 2016; 57(4): 193-199.
25. Young A, Claveau J, Rossi A. Ultraviolet radiation and the skin:
Photobiology and sunscreen photoprotection. Am Acad Dermatology.
2016;1–10
26. Liu D, Fernandez BO, Hamilton A, et al. UVA irradiation of human skin
vasodilates arterial vasculature and lowers blood pressure independently
of nitric oxide synthase. J Invest Dermatol. 2014;134:1839-1846.
27. Sarkany R. Ultraviolet Radiation and the Skin. Encyclopedia of
Environmental Health. 2011. 469-482 p.
28. Brenner M, Hearing VJ. The protective role of melanin against UV damage
in human skin. Photochem Photobiol 2008;84(3):539–49.
29. IARC. A review of human carcinogens. D. Radiation. IARC Monographs
on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. IARC Monogr
2012;100:35–101 (D). Solar and UV Radiation.
30. Norval M, McLoone P, Lesiak A, et al. The effect of chronic ultraviolet
radiation on the human immune system. Photochem Photobiol 2008;84:
19–28.
31. Gilaberte Y, Coscojuela C, Sáenz C, et al. Fotoprotección. Actas
Dermosifiliogr. 2003;94(5):271–93.
32. Cavinato M, Waltenberger B, Baraldo G, et al. Plant extracts and natural
compounds used against UVB-induced photoaging. Biogerontology 2017;
18:499–516.
81
33. La OMS, el PNUMA y otras entidades asociadas presentan nuevos
productos educativos para combatir ese peligro para la salud pública [en
línea]. Ginebra: Comunicados de prensa de la OMS; 2017.
34. ¿Cuáles son las estadísticas principales del cáncer de piel tipo
melanoma? [en línea]. Estados Unidos: Sociedad Americana contra el
Cáncer; 2018. [fecha de acceso 10 Febrero del 2018]. URL disponible en:
https://www.cancer.org/es/cancer/cancer-de-piel-tipomelanoma/acerca
/estadisticas-clave.html
35. Vaquerizo T. Incidencia y mortalidad del cáncer cutáneo en España:
revisión sistemática y metaanálisis. Actas Dermosifiliográficas, 2016.
36. Inen.sld.pe. Datos epidemiológicos. [internet] Disponible en:
http://www.inen.sld.pe/portal/estadisticas/datos-epidemiologicos.html
[consultado 10 Ago. 2017]
37. International Sun Protection Factor (SPF) Test Method. Brussels. The
European Cosmetic, Toiletry and Perfumery Association; 2006.
38. Kockler J, Oelgemoller M, Robertson S, et al. Photostability of sunscreens.
Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Rewiews.
2012; 13(1):91-110.
39. Serpone N, Dondi D, Albini A. Inorganic and organic UV filters: Their role
and efficacy in sunscreens and suncare products. Inorganica Chimica
Acta. 2006; 360(3):794-802.
40. Al-Jamal M, Griffith J, Lim H. Photoprotection in ethnic skin.
Dermatologica Sinica. 2014; 32(4):217-224.
82
41. Afonso S, Horita K, Sousa J, et al. Photodegradation of avobenzone:
Stabilization effect of antioxidants. Journal of Photochemistry and
Photobiology B: Biology. 2014; 140:36-40.
42. Flor J, Dávalos M. Protectores solares. Quim. Nova. 2007; 30 (1):153-158.
43. Gilaberte Y, González S. Update on Photoprotection. Actas Dermosifiliogr.
2010; 101(8):659–72.
44. Gaspar L, Campo M. Evaluation of the photostability of different UV filter
combinations in a sunscreen. International Journal of Pharmaceutics.
2007; 307:123-128.
45. Moyal D, Refregier J, Chardon A. In vivo measurement of the
photostability of sunscreen products using diffuse reflectance
spectroscopy. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine.
2002, 18:14-22.
46. Jansen R, Osterwalder U, Wang S, et al. Photoprotection Part II.
Sunscreen: Development, efficacy, and controversies. Journal of the
American Academy of Dermatology. 2013; 69(6): 867.e1-867.e14.
47. Gaspar L, Tharmann J, Campos P, et al. Skin phototoxicity of cosmetic
formulations containing photounstable and photostable UV-filters and
vitamin A palmitate. Toxicology in Vitro. 2012; 27(1): 418 - 425.
48. Sambandan D, Ratner D. Sunscreen: An overview and update. Journal of
the American Academy of Dermatology. 2011; 64(4): 748 - 758.
49. Lim H, Arellano M, Stengel F. Current challenges in photoprotection. J Am
Dermatology [Internet]. 2016; 1–9. Available from:
http://dx.doi.org/10.1016/j.jaad.2016.09.040.
83
50. Mansur J, Breder M, Mansur M, et al. Determinação do fator de proteção
solar por espectrofotometria. An. Bras. Dermatol. 1986; 61 (1): 121-124.
51. Sayre R, Desrochers D, Marlow E. Sunscreen testing methods: in vitro
predictions of effectiveness. J. Soc. Cosmet. Chem. 1980; 31 (1): 133-43.
52. Haywood R, Wardman P, Sanders R, et al. Sunscreens inadequately
protect against ultraviolet-A-induced free radicals in skin: implications for
skin aging and melanoma? J Invest Dermatol 2003;121:862-8.
53. Matsui MS, Hsia A, Miller JD, et al. Non-sunscreen photoprotection:
antioxidants add value to a sunscreen. J Investig Dermatol Symp Proc
2009;14: 56-9.
54. Wu Y, Matsui MS, Chen JZ, et al. Antioxidants add protection to a broad-
spectrum sunscreen. Clin Exp Dermatol 2011; 36:178-87.
55. Chen L, Hu J, Wang S. The role of antioxidants in photoprotection: A
critical review. Journal of the American Academy of Dermatology. 2012;
67(5):1013-1024.
56. Galanakis C, Tsatalas P, Galanakis I. Implementation of phenols
recovered from olive mill wastewater as UV booster in cosmetics.
Industrial Crops & Products. 2018; 111: 30–37.
57. Oroian M, Escriche I. Antioxidantas: Characterization, natural sources,
exttraction and analysis. Valencia, 2015.
58. Serafini M, Guimaraes A, Quintans J, et al. Natural compounds for solar
photoprotection: a patent review. Expert Opinion. 2015; 25(4):467-478.
59. Euromonitor Internacional. Beauty and Personal Care in Peru. Disponible
en: http://www.euromonitor.com/beauty-and-personal-care-in-peru/report
[consultado 3 Ener. 2018].
84
60. Jansen M, Hectors K, O’Brien M, et al. Plant stress and human health: Do
human consumers benefit from UV-B acclimated crops?, Plant Sci. 2008,
175:449-458.
61. Ning W, Peng X, Ma L, et al. Enhanced secondary metabolites production
and antioxidant activity in postharvest Lonicera japonica Thunb. in
response to UV radiation, Innovative Food Science and Emerging
Technologies. 2012, 13: 231-243.
62. Dai J, Mumper J. Plant phenolics: Extraction, analysis and their antioxidant
and anticancer properties, Molecules. 2010, 15:7313–7352.
63. Dos Santos B, Leal M, Aragoa M. Ultraviolet-B Radiation Effects on
Phenolic Profile and Flavonoid Content of Kalanchoe pinnata. Journal of
Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2015.
64. Eichholz I, Rohn S, Gamm A, et al. UV-B-mediated flavonoid synthesis in
White aspargus (Asparagus officinalis L.), Food Res. Int. 2012, 48:196-
201.
65. Carocho M, Ferreira I. A review on antioxidants, prooxidants anda related
controversy: Natural and syhnthetic compounds, screening and analysis
methodologies and future perpectives. Food and Chemical Toxicology,
2013; 51:15-25.
66. Sanchez-Rangel C, Benavides J, Jacobo D. Abiotic stress based
bioprocesses for the production of high value antioxidant phenolic
compound in plants: an overview, Revista Mexicana de Ingeniería
Química. 2014, 13(1): 49-61.
67. Gutierrez W. Comportamiento agronómico del cultivo de la maca
(Lepidium meyenii), con la aplicación de fertilizantes orgánicos foliares a
85
diferentes densidades de siembra, en la provincia Ingavi-La Paz”. [Tesis
de Pregrado]. La Paz: Universidad Mayor de San Andres; 2007.
68. Dostert N, Roque J, Cano A. Desarrollo de monografías botánicas
(factsheets) para cinco cultivos peruanos. Lima: Museo de Historia Natural
Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2009.
69. León J. The “maca” (Lepidium meyenii), a little-known food plant of Peru.
Economic Botany. 1964; 18(2):122-127.
70. Chumpitaz C. Caracterización de la diversidad de bacterias fijadoras de
nitrógeno con capacidad promotora de crecimiento vegetal asociada a
una Brassicaceae altoandina, Lepidium meyenii Walp.
71. Esparza E, Hadzich A, Kofer W, et al. Phytochemistry Bioactive maca
(Lepidium meyenii ) alkamides are a result of traditional Andean
postharvest drying practices. Phytochemistry. 2015;116:138–48.
72. Sandoval M, Okuhama N, Angeles F, et al. Antioxidant activity of the
cruciferous vegetable Maca (Lepidium meyenii). Food Chem.
2002;79:207–13.
73. Gonzales GF. Ethnobiology and Ethnopharmacology of Lepidium meyenii
(Maca), a Plant from the Peruvian Highlands. Evidence-Based
Complement Altern Med. 2012;2012:1–10.
74. Ilias M, Zhao J, Khan I. Maca (Lepidium meyenii). 2010. 522-531 p.
75. Spitaler R, Schorhaufer PD, Ellmerer EP, et al. Altitudinal variation of
secondary metabolite profiles in flowering heads of Arnica Montana cv.
ARBO. Phytochemistry 2006; 67: 409–417.
76. Lee J, Dabrowski K, Rinchard J, et al. Supplementation of maca (Lepidium
meyenii) tuber meal in diets improves growth rate and survival of rainbow
86
trout Oncorhynchus mykiss (Walbaum) alevins and juveniles. Aquac Res
2004; 35: 215-23.
77. Carrión J, León K, Santiago J. Actividad antioxidante de tres ecotipos de
maca (Lepidium meyenii Walp) tratada con radiación gamma. Rev. Per.
Quím. Ing. Quím, 2009; (12) 2:72-77
78. Zha S, Zhao Q, Chen J, et al. Extraction , purification and antioxidant
activities of the polysaccharides from maca (Lepidium meyenii).
Carbohydr Polym. 2014;111:584–7.
79. Lock O. Investigación Fitoquímica. Métodos en el Estudios de Productos
Naturales. Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, 1994.
80. Jara A. Análisis Fitoquímico y Determinación de la Actividad Antioxidante
del Extracto Etanólico de la Hojas de la Especie Piper imperiale
(Piperaceae). Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales U.D.C.A.
Facultad de Ciencia y Tecnología Química. Bogotá, 2013.
81. Guía de Prácticas de Farmacognosia. Facultad de Ciencias Naturales.
Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco.
82. Dominguez A. Métodos en Investigación Fitoquímica. México, 1985.
83. Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset C. Use of free radical method to
evaluate antioxidant activity. Lebensm.Wiss. Technol. 1995; 22(1): 25-30.
84. Kamatou G, Viljoen A. A Review of the Application and Pharmacological
Properties of α- Bisabolol and α- Bisabolol- Rich Oils. J Am Oil Chem Soc.
2010; 87:1-7.
85. Caicai K, Limin H, Liming Z, et al. Isolation, purification and antioxidant
activity of polysaccharides from the leaves of maca (Lepidium Meyenii).
International Journal of Biological Macromolecules. 2017.
87
86. Sifuentes G, León S, Paucar LM. Estudio de la Maca (Lepidium meyenii
Walp .), cultivo andino con propiedades terapéuticas. 2015;6(2):131–40.
87. Yábar E, Pedreschi R, Chirinos R, et al. Glucosinolate content and
myrosinase activity evolution in three maca (Lepidium meyenii Walp.)
ecotypes during preharvest, harvest and postharvest drying. Food
Chemistry. 2011; (127): 1576–1583.
88. Jin W, Chen X, Dai P, et al. Lepidium C and D: Two new imidazole
alkaloids from Lepidium meyenii Walpers (Brassicaceae) roots.
Phytochemistry Letters. 2016; (17): 158-161.
89. Yu M, Qin X, Shao L. Macahydantoins A and B, two new thiohydantoin
derivatives from Maca (Lepidium meyenii): structural elucidation and
concise synthesis of macahydantoin A. Tetrahedron Letters. 2017; p. 1-4.
90. Rondán-sanabria G, Finardi-filho F. Physical – chemical and functional
properties of maca root starch (Lepidium meyenii Walpers). Food Chem.
2009;114:492–8.
91. Chain F, Grau A, Martins J, et al. Macamides from wild “Maca”, Lepidium
meyenii Walpers (Brassicaceae). Phytochemistry Letters. 2014; (8): 145-
148.
92. Li S, Hao L, Kang Q, et al. Purification, characterization and biological
activities of a polysaccharide from Lepidium meyenii leaves. International
Journal of Biological Macromolecues. 2017; p. 11-15.
93. Gonzales G, Villaorduña L, Gasco M, et al. Maca (Lepidium meyenii
Walp), una revisión sobre sus propiedades biológicas. Revista Peruana
Medicina Experimental y Salud Pública. 2014; 31(1):100–10.
88
94. Drissi A, Girona J, Cherji M. Evidence of hypolipemiant and antioxidant
properties of argan oil derived from the argan tree (Argania spinosa).
Official Journal of the European Society for Clinical Nutrition and
Metabolism. 2004; (23): 1159-1165.
89
IX. ANEXOS
ANEXO N° 1: SCREEENING FITOQUÍMICO
A. DETECCIÓN DE FLAVONOIDES
Reacción de Shinoda
A cinco mililitros del extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca”, se añadió fragmentos de magnesio y ácido clorhídrico
concentrado (gota a gota). Si se desarrolla cualquier color rosado a
carmesí, indica la presencia de flavonol-glucósidos.
B. DETECCIÓN DE ALCALOIDES
Diez mililitros de extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca”, se
adicionó 3-4 gotas de ácido clorhídrico 1%. El producto se ensayó
cuidadosamente con reactivos para identificación de alcaloides como:
Prueba de Dragendorff
A 3 mL de muestra, se añadió 1 mL de reactivo de Dragendorff. Un
precipitado amarillo prominente indico que la prueba es positiva.
Prueba de Mayer
A 2 mL de muestra, se añadieron dos gotas de reactivo de Mayer por
las paredes del tubo de ensayo. Un precipitado blanco o cremoso
indico que la prueba es positiva.
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C. DETECCIÓN DE COMPONENTES FENÓLICOS Y TANINOS
Prueba de Tricloruro Férrico: compuestos fenólicos
En 5 mL del extracto. Se añadió 0.2 mL de solución de tricloruro férrico
al 5 % neutro. Un color verde oscuro indicó la presencia de
compuestos fenólicos.
Prueba de Gelatina: Detección de taninos.
El 5 mL del extracto se le añadió 2 mL de una solución al 1 % de
gelatina que contiene cloruro sódico al 10 %. El precipitado blanco
indicó la presencia de compuestos fenólicos.
D. DETECCIÓN DE FITOESTEROLES: TRITERPENOS ESTEROIDES
Prueba de Liebermann-Burchard
A 5 mL del extracto se añadió 2 mL de anhídrido acético. A esto se le
añadió lentamente dos gotas de ácido sulfúrico concentrado por las
paredes del tubo de ensayo. Cambios de colores en cualquier
tonalidad del rojo, azul o verde muestra la presencia de fitoesteroles.
E. DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS
Prueba de Molish:
A 2 mL de filtrado, se añadieron dos gotas de solución alcohólica de
alfa-naftol, se agita bien la mezcla y se añade lentamente 1 mL de
ácido sulfúrico concentrado a lo largo de los lados del tubo de ensayo
y se deja reposar. Un anillo violeta indica la presencia de
carbohidratos.
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F. DETECCIÓN DE AMINOÁCIDOS LIBRES
El extracto (100 mg) se disolvió en 10 mL de agua destilada y se filtró a
través de un papel de filtro, el filtrado se sometió a la prueba para
aminoácidos libres.
Prueba de Ninhidrina:
Se añaden dos gotas de solución de Ninhidrina (10 mg de ninhidrina en
200 mL de acetona) a 2 mL de filtrado acuoso. Un color púrpura
característico indica la presencia de aminoácidos.
G. DETECCIÓN DE ANTRAQUINONAS
Prueba de Borntrager:
A 2 mL de extracto filtrado, se añadieron 3 mL de cloroformo y se
agitaron, se separa la capa de cloroformo y se le añadió la solución
de amoníaco al 10 %, el color rosa indica la presencia de glicósidos.
DRAGENDORFBORNTRAGER TRICLORURO
FERRICO
LIEBERMANN-BURCHARD
SHINODA
GELATINA
NINHINDRINA
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ANEXO N° 2: Evaluación de la actividad antioxidante (DPPH) del extracto
hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y del booster.
1% 4% 2% 5% 8% 10%
MACA (%) + SOLUCIÓN DE DPPH
2% 1% 8% 5% 4% 10%
BOOSTER (%) + SOLUCIÓN DE DPPH
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ANEXO N° 3: FORMULACIÓN DE LAS CREMAS DE PROTECCIÓN SOLAR
F1: Base + Filtro
F2 F5
Base + Filtro + Extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca” (1%)
Base + Filtro + Booster de Argania spinosa “argán”, Tocoferol acetato
y Bisabolol (1%)
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F3 F6
Base + Filtro + Extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca” (5%)
Base + Filtro + Booster de Argania spinosa “argán”, Tocoferol acetato
y Bisabolol (5%)
F4 F7
Base + Filtro + Extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca” (10%)
Base + Filtro + Booster de Argania spinosa “argán”, Tocoferol acetato
y Bisabolol (10%)
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ANEXO N° 4: Evaluación de la actividad fotoprotectora de las cremas formuladas
con el extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii “maca” y el booster.
Diluciones de todas las formulaciones según el método de Mansur.
Sólo filtro F1 Base + Filtro
Extracto hidroglicólico de Lepidium meyenii
“maca”
F2 Base + Filtro + Maca (1%)
F3 Base + Filtro + Maca (5%)
F4 Base + Filtro + Maca (10%)
Booster de Argania spinosa “argán”,
Tocoferol acetato y Bisabolol
F5 Base + Filtro + Booster (1%)
F6 Base + Filtro + Booster (5%)
F7 Base + Filtro + Booster (10%)
F1 BASE F2 F3 F4 F5 F6 F7
96
ANEXO N° 5: Certificado de Análisis del booster de Argania spinosa “argán”,
Tocoferol acetato y Bisabolol
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X. GLOSARIO
Antioxidante: Es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de
otras moléculas.
Booster de Argania spinosa “argán”, tocoferol acetato y bisabolol:
Concentrado máximo de principios activos, funciona como potenciador o
acelerador del FPS.
Bronceado: Acción y efecto de broncear o broncearse.
Cáncer: Enfermedad que se caracteriza por la transformación de las células,
que proliferan de manera anormal e incontrolada.
Dosis eritematosa mínima: Es la dosis de radiación UVB que produce un
enrojecimiento visible en la piel protegida dividida por la MED de la piel
desprotegida.
Eritema: Inflamación superficial de la piel, caracterizada por manchas rojas.
Especies reactivas de oxígeno: El conjunto de radicales libres que tienen la
capacidad de producir daños oxidativos.
Estrés oxidativo: Proceso de deterioro celular dependiente de la producción de
radicales libres.
Factor de Protección Solar: Indica la eficacia de un filtro frente a la radiación
UVB, definida como la dosis eritematosa mínima.
Fitoantioxidantes: Son agentes naturales, con propiedades antioxidantes,
antiinflamatorias, y tienen la capacidad de ejercer efectos inhibitorios
significativos sobre diversos procesos celulares y moleculares.
Filtros UV: Son sustancias orgánicas e inorgánicas aplicadas tópicamente que
absorben, dispersan y reflejan los rayos UV.
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Flavonoides: Metabolitos secundarios polifenólicos, contienen un grupo cetona
y normalmente pigmentos de coloración amarilla.
Fotoestabilidad: Capacidad de un producto, un material o un producto químico
para soportar la exposición a la luz sin sufrir efectos adversos.
Fotoenvejecimiento: Degradación de una sustancia por acción de la luz.
Hipocótilo: Es una parte de la planta que germina de una semilla.
Inmunosupresión: Anulación de la respuesta inmunitaria de un organismo.
Piel: Tegumento extendido sobre todo el cuerpo del animal, que en los
vertebrados está formado por una capa externa epidermis y otra interna
denominada dermis.
Protector solar: A cualquier preparado (como crema, aceite, gel o aerosol) de
aplicación sobre la piel humana con la finalidad exclusiva o principal de
protegerla de la radiación UV absorbiéndola, dispersándola o reflejándola.
Radiación solar: Radiación emitida por el sol y se propaga en forma de energía.
Radiación Ultravioleta: Son radiaciones electromagnéticas con longitudes de
onda entre 100 y 400 ηm.